[CCNA图文笔记]-29-DHCP协议实例详解

引言

这篇文章主要介绍DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机分配协议）的工作过程；文章后半部分会实例演示如何在Cisco路由器上配置DHCP、如何配置DHCP中继服务。

文章目录

0×1.DHCP工作过程
0×2.DHCP配置实例
a.思科路由器如何配置DHCP
b.思科路由器如何配置DHCP中继

0×1.DHCP工作过程

DHCP工作流程如下：

DHCP客户端(PC1)被配置成自动获取IP，R1上面配置了DHCP服务，当PC1启动连接网络时，通过下面的步骤来从DHCP服务端(R1)上获取IP：

1）PC1通过网卡向外广播DHCP Discover信息，该数据包的目的MAC是广播MAC地址（FFFFFFFFFFFF），源MAC地址是PC1的网卡MAC地址；该数据包的目的IP是255.255.255.255，源IP是0.0.0.0；DHCP使用UDP协议，该数据包的目的UDP端口是67（DHCP服务端使用的UDP端口），源UDP端口是68（客户端使用的UDP端口）。

2）R1收到PC1的DHCP Discover广播包，比如上图中R1的Fa0/0接口配置的IP地址是192.168.1.1/24，R1从Fa0/0接口接收到PC1的DHCP Discover广播包后，它在本地的DHCP配置中寻找可以和自己Fa0/0匹配的地址池(192.168.1.0/24这个子网的地址池)，如果配置了这个地址池，R1查找这个地址池中还可以使用的IP地址；这里假设192.168.1.100是可用的，R1在提供租用地址之前首先会发送一个ARP查询包，查询192.168.1.100在网络上有没有被使用，如果收到应答，表明这个IP已经被使用，R1在地址池中换一个地址再发送ARP查询，直到找到没有ARP回复的那个IP地址。

3）R1向PC1发送DHCP Offer信息，其中包括这个没被使用的IP地址，DHCP Offer包仍然是一个广播包，目的MAC是广播MAC地址，源MAC是R1的Fa0/0的MAC地址，目的IP是255.255.255.255，源IP是192.168.1.1，目的端口是UDP68，源端口是UDP67。

4）在上面几步中，如果PC1发送的DHCP Discover广播没有DHCP服务端回复，PC1将无法获得IP地址，PC1会每隔一段时间发送一次DHCP Discover,在没有请求到IP地址的这段时间里，Windows主机会被临时分配一个属于169.254.0.0/16的本地地址。

5）接着上面的第三步，PC1收到R1发回的DHCP Offer信息，PC1马上发送DHCP Request包，表示自己将使用R1所提供的IP地址；该数据包还是一个广播包，目的MAC是广播MAC，源MAC是PC1的网卡MAC，目的IP是255.255.255.255，源IP是0.0.0.0，传输层的目的UDP端口是67，源UDP端口是68。DHCP Request中包含了要选择的DHCP服务器（R1的Fa0/0接口）的IP地址以及客户端(PC1)将要使用的IP地址。

6）R1收到PC1发来的DHCP Request信息后，马上发送DHCP Ack确认信息，该确认信息也是以广播发送的（和第三步中的包头差不多，这里就不描述了）。DHCP Ack中包含了一些其他选项，比如子网掩码、默认网关、DNS地址、租约期限、域名等。

7）PC1收到DHCP Ack后，利用其中的信息配置自己的TCP/IP属性，然后广播一个ARP Reply包，这个包的目的是通知其他设备，该IP地址已经被使用。

0×2.DHCP配置实例

a.思科路由器如何配置DHCP

在GNS3中搭建下面的拓扑，PC1-2为vpcs模拟两台真实计算机，R1是c3640路由，接口连线与IP如下图所示，在R1上配置DHCP服务，让PC1-2分别获取到自己网段的IP地址：

					R1>en
					R1#conf t
					/*配置接口IP*/
					R1(config)#int fa 1/0
					R1(config-if)#ip add 192.168.1.254 255.255.255.0
					R1(config-if)#no shut
					R1(config-if)#int fa 2/0
					R1(config-if)#ip add 192.168.2.254 255.255.255.0
					R1(config-if)#no shut
					R1(config-if)#exit

					/*配置dhcp地址池，地址池自定义名称为xxx1*/
					R1(config)#ip dhcp pool xxx1    

					/*这个地址池的可用IP范围*/
					R1(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0
					/*默认网关*/
					R1(dhcp-config)#default-router 192.168.1.254
					/*默认DNS地址*/
					R1(dhcp-config)#dns-server 192.168.1.254
					/*域名（可选）*/
					R1(dhcp-config)#domain-name www.qingsword.com
					/*租约期限，3天*/
					R1(dhcp-config)#lease 3
					R1(dhcp-config)#exit

					/*配置第二个地址池*/
					R1(config)#ip dhcp pool xxx2

					R1(dhcp-config)#network 192.168.2.0 255.255.255.0
					R1(dhcp-config)#default-router 192.168.2.254
					R1(dhcp-config)#dns-server 192.168.2.254
					R1(dhcp-config)#domain-name www.qingsword.com
					R1(dhcp-config)#lease 1 
					R1(dhcp-config)#exit

					/*排除地址，下面两个地址不会被DHCP分配出去，因为他们是路由接口地址*/
					R1(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.254
					R1(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.2.254
					R1(config)#end

完成后，打开PC1-2的终端，使用自动获取IP命令：

					/*都能正确的获取IP地址，如果是在真实PC上面自动获取，还能看到域名租约期限等信息*/
					VPCS> set pcname PC1
					PC1> ip dhcp
					DDORA IP 192.168.1.1/24 GW 192.168.1.254

					VPCS> set pcname R2
					R2> ip dhcp
					DDORA IP 192.168.2.1/24 GW 192.168.2.254

本来这一部分想用GNS3+VMware中的PC来模拟，但考虑到实验的复杂度和描述难度，就使用vpcs代替了。

b.思科路由器如何配置DHCP中继

如下图所示，R1的f1/0连接到一台vpcs，R1是DHCP中继服务器，R2是DHCP服务器，R1负责将vpcs发来的DHCP广播请求以单播的形式发给DHCP服务器R2：

R1配置：

					R1>en
					R1#conf t

					R1(config)#int fa 1/0
					R1(config-if)#ip add 192.168.1.254 255.255.255.0
					/*
					 * 在与PC客户端相连的那个接口上配置DHCP中继服务，
					 * "ip helper-address 12.1.1.2"
					 * 将这个接口收到的DHCP广播请求以单播形式发给DHCP服务器12.1.1.2，
					 * DHCP中继与DHCP服务器之间必须路由可达。
					 */
					R1(config-if)#ip helper-address 12.1.1.2
					R1(config-if)#no shut

					R1(config-if)#int s 0/0
					R1(config-if)#ip add 12.1.1.1 255.255.255.0
					R1(config-if)#no shut
					R1(config-if)#end

R2配置：

					R2>en
					R2#conf t

					R2(config)#int s 0/1
					R2(config-if)#ip add 12.1.1.2 255.255.255.0
					R2(config-if)#no shut
					R2(config-if)#exit

					/*DHCP地址池排除R1以太网接口的IP*/
					R2(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.254
					/*配置地址池与参数*/
					R2(config)#ip dhcp pool 192pool
					R2(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0
					R2(dhcp-config)#default-router 192.168.1.254
					R2(dhcp-config)#dns-server 192.168.1.254
					R2(dhcp-config)#domain-name www.qingsword.com
					R2(dhcp-config)#lease 3
					R2(dhcp-config)#exit

					/*如果PC1要和R2通信还要添加下面一条静态路由（这一句并不是DHCP中继必须的）*/
					R2(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 12.1.1.1
					R2(config)#end

PC1上通过DHCP获取IP：

					/*成功获取到IP和网关*/
					VPCS> ip dhcp
					DDORA IP 192.168.1.1/24 GW 192.168.1.254

					/*尝试ping R2，通信成功，如果没有在R2上配置那条静态路由，就ping不通*/
					VPCS> ping 12.1.1.2
					84 bytes from 12.1.1.2 icmp_seq=1 ttl=254 time=49.999 ms

晴刃