动态主机配置协议(DHCP)

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实验6 动态主机配置协议（DHCP）【实验目的】

1.掌握基于DHCP Sever方式实现地址自动分配的配置方法。

2.掌握基于DHCP Relay方式实现地址自动分配的配置方法，利用DHCP Relay 的地址合法性检查功能实现对DHCP Client的安全控制。

3.掌握通过DHCP Snooping方式实现DHCP Sever合法性检查功能。

【实验环境】

H3C S3600交换机1台、H3C MSR20-20路由器1台、PC2台、网线若干

【实验内容】

一、DHCP技术原理

1、基本概念

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）采用“客户端/服务器”通信模式，由客户端向服务器提出配置申请，服务器返回为客户端分配的IP地址等配置信息，以实现网络资源的动态配置。

DHCP Server: 通常是一台服务器或网络设备，负责提供网络设置参数给DHCP Client。

DHCP Client: 通过DHCP协议来获得网络配置参数，通常是一台主机或网络设备。

DHCP Relay: 在DHCP Server和DHCP Client间转发跨网段DHCP消息的设备，通常是网络设备（交换机或路由器）。

2、DHCP中的IP地址分配模式

（1）手工分配地址：由管理员为少数特定客户端（如WWW服务器等）静态绑定IP地址。通过DHCP将配置的固定IP地址发给客户端。

（2）自动分配地址：DHCP为客户端分配租期为无限长的IP地址。

（3）动态分配地址：DHCP为客户端分配具有一定有效期限的IP地址，当使用期限到期后，客户端需要重新申请地址。绝大多数客户端得到的都是这种动态分配的地址。

3、IP地址动态获取过程

DHCP客户端从DHCP服务器动态获取IP地址，主要通过四个阶段进行：

(1) 发现阶段，即DHCP客户端寻找DHCP服务器的阶段。客户端以广播方式发送DHCP-DISCOVER报文。

(2) 提供阶段，即DHCP服务器提供IP地址的阶段。DHCP服务器接收到客户端的DHCP-DISCOVER报文后，根据IP地址分配的优先次序选出一个IP 地址，与其他参数一起通过DHCP-OFFER报文发送给客户端。

(3) 选择阶段，即DHCP客户端选择IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向该客户端发来DHCP-OFFER报文，客户端只接受第一个收到的

DHCP-OFFER报文，然后以广播方式发送DHCP-REQUEST报文，该报文中包含DHCP服务器在DHCP-OFFER报文中分配的IP地址。

(4) 确认阶段，即DHCP服务器确认IP地址的阶段。DHCP服务器收到DHCP客户端发来的DHCP-REQUEST报文后，只有DHCP客户端选择的服务器会进行如下操作：如果确认地址分配给该客户端，则返回DHCP-ACK报文；否则将返回DHCP-NAK报文，表明地址不能分配给该客户端。客户端收到服务器返回的DHCP-ACK确认报文后，会以广播的方式发送ARP报文（目的地址是被分配到的地址）进行地址探测，如果在规定的时间内没有收到回应，客户端才使用此地址。

4、IP地址的租约更新

如果采用动态地址分配策略，则DHCP服务器分配给客户端的IP地址有一定的租借期限，当租借期满后服务器会收回该IP地址。如果DHCP客户端希望继续使用该地址，需要更新IP地址租约。

在DHCP客户端的IP地址租约期限达到一半时间时，DHCP客户端会向DHCP服务器单播发送DHCP-REQUEST报文，以进行IP租约的更新。如果此IP地址有效，则DHCP服务器单播回应DHCP-ACK报文，通知DHCP客户端已经获得新IP租约；如果此IP地址不可以再分配给该客户端，则DHCP服务器回应DHCP-NAK报文，通知DHCP客户端不能获得新的租约。

如果在租约的一半时间进行的续约操作失败，DHCP客户端会在租约期限达到7/8时，再次广播发送DHCP-REQUEST报文进行续约。

5、DHCP Relay

当DHCP Client同DHCP Server不在同一个子网的时候，我们可以通过DHCP Relay技术实现局域网内的DHCP Client与其他子网的DHCP Server通信，最终取得合法的IP地址。这样，多个网络上的DHCP Client可以使用同一个DHCP Server，既节省了成本，又便于进行集中管理。DHCP Relay为不能通过路由器的DHCP广播消息提供转发功能，使得DHCP Server可以为不在其物理子网的DHCP Client提供服务。

二、DHCP相关安全特性

1、DHCP Relay地址合法性检查

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为了满足网上合法固定IP用户的上网需求，DHCP Relay的安全特性提供配置固定IP用户的功能，以保证固定IP用户可以上网。同时对固定IP用户进行保护，保证其在交换机的安全特性表的IP表项不被动态IP用户覆盖。当动态用户申请的IP地址与这些静态配置的IP用户有冲突时，动态用户要更换新的IP 地址，这个更换的处理由DHCP Relay来负责。

这个安全特性要求作为DHCP Relay的设备必须是相应子网的默认网关，否则该安全特性不会生效。

2、DHCP Snooping

出于安全性的考虑，可能需要记录用户上网时所用的IP地址，确认用户主机从DHCP Server获取的IP地址与其MAC地址的对应关系。二层交换机可以通过DHCP Snooping功能监听DHCPREQUEST和DHCPACK广播消息，获得用户从DHCP Server获取的IP地址和用户MAC地址信息。

另外，在网络中如果有私自架设的DHCP Server，将可能导致用户得到错误的IP地址。为了使用户能通过合法的DHCP Server获取IP地址，DHCP Snooping 安全机制允许将端口设置为信任端口与不信任端口。信任端口连接DHCP Server或其他交换机的端口；不信任端口连接用户或网络。从不信任端口方向发来的DHCPACK和DHCPOFFER消息将被丢弃；而从信任端口方向发来的DHCP消息将被正常转发。只要把合法的DHCP Server连接在信任端口，就可以确保用户都从正确的DHCP Server获得IP地址。

三、具体配置

1、启动DHCP服务

[H3C] dhcp enable

在进行DHCP配置之前，必须先使能DHCP服务。该配置对于DHCP服务器和DHCP中继都是必须的。

2、配置DHCP地址池

DHCP服务器的地址池有两种：全局地址池及接口地址池。DHCP服务器的接口可以工作在全局地址池或接口地址池模式。如果DHCP服务器的接口工作在接口地址池模式，则会优先从接口地址池中分配地址；如果接口地址池中没有可供分配的地址，则会再从包含该接口地址池网段的全局地址池中进行分配。

（1）创建全局地址池

[H3C] dhcp server ip-pool pool-name

（2）创建接口地址池

[H3C-Ethernet1/0/1]dhcp select interface

3、DHCP地址分配