网络运维与网络安全 阶段一 基础篇二十

弹性交换网络

2026.5.23

1、DHCP原理

2、基于全局的DHCP

3、基于接口的DHCP

4、DHCP中继

5、交换机部署DHCP

6、DHCP地址池管理

一、DHCP

1、DHCP概述

1）为什么使用DHCP？

因为手动配置IP地址在小型网络中是可行的，但对于大型网络来说，这种方法既繁琐又容易出错。DHCP简化了IP地址的管理和分配，通过自动化过程减少了人工错误

2）DHCP是什么？

DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol：动态主机配置协议

DHCP是一种集中对用户IP地址进行动态管理和配置的技术

3）DHCP的作用

作用：实现IP地址的动态分配和集中管理

优势：避免手工配置IP地址，提高工作效率，避免出错，且能快速适应网络的变化

4）DHCP角色

DHCP客户端：需要获取IP地址的设备，如：计算机、服务器、手机、IP电话

DHCP服务器：负责为DHCP客户端分配IP地址等网络参数的设备

DHCP中继（中转站-可选）：负责DHCP服务器和DHCP客户端之间的DHCP报文（房地产中介公司）

备注：企业网络中一般不需要部署DHCP中继

联系实际生活进行理解：
租客：需要获取房子（客户端）
房东：负责为租客提供房子（服务器）
中介：负责租客与房东之间联系（中继）

2、DHCP服务器给首次接入网络的客户端分配网络参数的工作原理

1）发现阶段：客户端广播发送DHCP Discover报文（DHCP 发现报文，客户端找DHCP服务器，请求IP地址）

（租客在天桥、电线杆、公共卫生间......贴满了求租广告）

2）提供阶段：服务器收到客户端发的报文后，会单播回复DHCP Offer报文（DHCP 回应报文，服务器给客户端发IP）

（房东看到广告，给租客打电话）

3）选择阶段：客户端收到offer报文后，会再次广播发送DHCP Request报文（DHCP请求报文，客户端广播告知所有的服务器，选择了某某IP地址）

（租客找到并选择了适合的房子，并给其他联系提供房子的房东回复找到房子的消息）

4）确认阶段：服务器收到客户端发报文后，会单播回复DHCP ACK报文（DHCP确认报文，确认分配结果，只有发了ACK报文，客户端才可以使用IP）

（租客和房东互签协议）

案例一

这样该案例的dhcp就设置好了，在ensp仿真软件中，ipv4配置选择dhcp，选择应用

在pc1客户端命令行输入ipconfig，会看到pc1被分配好的ip地址，用pc1去ping pc2，可以通信

dhcp配置步骤总结：

R1\]dhcp enable //开启dhcp功能 \[R1\]ip pool tedu //创建ip地址池，tedu是名字，可自定义 \[R1-ip-pool-tedu\]network 192.168.1.0 mask 24 //配置可分配的地址段 \[R1-ip-pool-tedu\]gateway-list 192.168.1.254 //配置网关地址 \[R1-ip-pool-tedu\]dns-list 8.8.8.8 //配置dns地址 \[R1-ip-pool-tedu\]lease day 1 //配置租期 \[R1\]interface GigabitEthernet 0/0/0 \[R1-GigabitEthernet0/0/0\]ip address 192.168.1.254 24 //此接口ip地址和网关地址一致 \[R1-GigabitEthernet0/0/0\]dhcp select global //在接口下开启基于全局的dhcp PS：dhcp服务器分配给客户端pc的动态dhcp的ip地址，一般是逐渐递减的 验证DHCP全局设置的工作原理，通过抓包查看是否是相应的请求和指针的变化，交换机处输入命令stp disable，路由器内设置完毕后，在路由器的0/0/0接口处进行抓包，pc1先设置为静态ip，然后再设置为dhcp，抓包工具就会自动生成请求条目  配置地址排除（如果有不希望dhcp分配的地址可使用下面命令进行排除）  有的时候，企业拓扑中会配置服务器，服务器一般会配置静态地址，但是dhcp并没有识别出这个地址的能力，所以如果不进行排除有可能会有冲突，所以上述命令在一些场景里还是被需要的 3、基于全局的DHCP实验 1）抓包验证DHCP服务的工作原理（案例一） 案例二 全局dhcp设置   2）DHCP服务器为什么配置地址排除？ 因服务器已静态使用了排除地址，为避免和服务器地址冲突 3）如何配置IP地址排除 \[R1\]ip pool tedu \[R1-ip-pool-tedu\]excluded-ip-address 192.168.1.250 192.168.1.253 4）查看ip地址池 \[R1\]display ip pool name tedu all //查看全局IP地址池中全部地址信息   下面这张表是客户端的ip地址和其mac地址，以后需要查看客户端被分配的ip地址和其mac地址信息进行比对可以在这里进行查看 4、基于接口的DHCP实验 案例三 接口网段    在仿真软件上再次从静态选择DHCP，然后选择应用  会发现pc1的ip地址从0.0.0.0被分配到同为1.0网段的192.168.1.253 5、配置DHCP中继 案例四 中继  这里选用AR2作为DHCP服务器，并为pc1，pc2分配10.0网段的ip地址，网关设置为192.168.10.254，但是特别注意这个网关是左侧路由器的网关，即路由器接口0的ip地址，即pc1与pc2的出口网关，这个设置不能设置错  在案例四中，左侧就是10.0网段是客户端向外发送discover广播报文，类似于人在10.0这个区域张贴广告寻找房源，但是他无法将这个信息广播到20.0网段的dhcp服务器，所以这里面AR1就起到了中继的作用，类似于房产中介，帮人找到房源，但是实际企业环境中，应尽量避免使用中继服务器  \[R1-ZJ-GigabitEthernet0/0/0\]dhcp relay server-ip 192.168.20.20 //告诉中继dhcp服务器的地址是192.168.20.20，relay是转发、中继的意思 以上就是中继的配置，中继配置完之后，客户端会通过中继将discover广播报文转发给20.0网段，但是AR2上没有可以回包的路由，所以需要为他指定回包的路由，目前掌握的只有静态路由，需要在AR2上进行设置  通过上面的设置，pc端得到了dhcp分配的ip地址  6、三层交换机部署DHCP 案例五 给不同vlan通过设置分配不同网段        通过上面的设置，不同vlan的pc1与pc3获得了不同网段的ip地址 pc1与pc3由静态选择到dhcp，pc端命令行输入ipconfig，如果一开始没有得到应分配的ip地址，就关掉窗口，再重新输入命令ipconfig，dhcp分配地址会有延迟。如果还是没有被分配地址，可以通过给客户端配置静态ip地址，然后再进行互相通信这种方式进行检验，如果无法互通，便说明从前面的基础配置开始就是有问题的。 7、关于dhcp的常用命令 如果说不想再要dhcp分配的ip地址，不管是三层交换机还是路由器分配的，都可以使用命令进行释放 ipconfig /release //释放当前ip地址 如果想重新获取dhcp分配的ip地址，不管是三层交换机还是路由器分配的，都可以使用命令重新进行获取 ipconfig /renew //更新IP地址（获取IP地址） 回到案例五 \display ip pool name vlan10 all //查看名为vlan10的地址池的全部ip信息  这其中vlan10地址池只占用了一个252，是因为个人学习过程中，只在pc1上面使用ipconfig命令，所以动态获取只有一个，占用的也只有一个 \display ip pool name vlan10 used //查看名为vlan10的地址池已使用的ip地址 \reset ip pool name vlan10 192.168.10.253 //回收已分配的ip地址 （注意这个回收地址是存在某个ip地址特别需要的情况下，这个命令必须和客户端释放的命令必须同时使用才满足条件，服务器端才可以对地址进行回收，否则会因租期未到单方面解约而失败，类似于人类租房的房东和租客的协议） 现实生活中，人类租房子，租期一年，提前30天续期，那么关于dhcp的租期问题 8、租期 1）租期T1： 当IP地址的租用时间到达50%时，客户机会以单播方式向服务器发送Request请求报文，请求更新IP地址租期（续租的时候只需要找服务器发单播消息就可以） DHCP服务器如果回复DHCP ACK确认报文给客户机，代表租期更新成功，从0开始（续租成功） 2）租期T2： 如果DHCP服务器一直没有回应，那么在IP地址的租用时间到达87.5%时，客户机会以广播方式向服务器发送Request请求报文，请求更新IP地址租期（服务器一直不回复，在到期之前重新找到其他地址） DHCP服务器如果回复DHCP ACK确认报文给客户机，代表租期更新成功，从0开始（续租成功） 9、几种尴尬情景解决方案 情景一：接口模式配置改回trunk（两交换机相连应为trunk模式）  情景二：接口模式配置改回access（交换机与客户端相连应为access模式）