高级TCP-IP知识-9 DHCP协议-配置DHCP协议

情境四：高级TCP/IP知识9DHCP协议-配置DHCP协议教学目标情感目标掌握DHCP协议原理和特点。掌握DHCP地址分配方式。熟悉DHCP协议中IP地址获取过程。通过课堂交流，培养学生的创新精神、合作意识以及严谨踏实的学习习惯和精益求精的工作态度。知识目标教学目标思政元素奉献精神：通过DHCP协议的学习，引导学生理解并践行奉献精神，为他人提供便捷的网络服务。团队合作：强调团队协作在DHCP协议配置中的重要性，培养学生的团队合作精神和协作能力。遵规守纪：引导学生遵守网络管理规则，维护网络秩序，培养遵规守纪的良好品质思政内容服务意识：DHCP协议旨在为用户提供便捷的IP地址分配服务，引导学生树立服务意识，关注用户需求。团队协作：DHCP协议的配置和使用往往需要团队协作，培养学生的团队协作精神和沟通能力。规则意识：强调DHCP协议在网络管理中的重要性，引导学生遵守网络管理规则，维护网络秩序。引入路由器可以作为DHCP服务器为连接到网络中的终端自动分配IP地址、掩码、网关等信息。某公司现有财务部和技术部，他们通过一台路由器进行互联，为方便实现IP地址信息的获取在路由器上配置DHCP服务，实现财务部和技术部终端pc从DHCP服务器分别获取192.168.1.0网段、192.168.2.0网段中的地址信息。DHCP协议Part01DHCP协议介绍1、DHCP协议产生背景随着网络规模的不断扩大和网络复杂度的提高，计算机的数量经常超过可供分配的IP地址数量。同时随着便携机及无线网的广泛使用，计算机的位置也经常变化，相应的IP地址也必须经常更新，从而导致网络配置越来越复杂。DHCP就是为满足这些需求而发展起来的。DHCP协议是从BOOTP协议发展起来的。DHCP可以说是BOOTP的增强版本，能够动态的为主机分配IP地址，并设定主机的其他信息，例如默认网关、DNS服务器地址等。DHCP运行在客户端/服务器模式，服务器负责集中管理IP配置信息。客户端主动向服务器提出请求，服务器根据所预先配置的策略返回相应IP配置信息。DHCP协议报文采用UDP方式封装。DHCP服务器所侦听的端口号是67，客户端口号是68。DHCP协议介绍2、DHCP协议概念DHCP协议，即动态主机配置协议，是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。默认情况下，DHCP作为WindowsServer的一个服务组件不会被系统自动安装，还需要管理员手动安装并进行必要的配置。因为其没有复杂的交互存取接口和认证控制，所以适用于客户端和服务器之间不需要复杂交互的环境。DHCP协议介绍3、DHCP协议特点即插即用性：客户端无须配置即能获得IP地址及相关参数。简化客户端网络配置，降低维护成本。统一管理：所有IP地址及相关参数信息由DHCP服务器统一管理，统一分配。有效利用IP地址资源：通过IP地址租期管理，提高IP地址的使用效率。可跨网段实现：DHCP采用广播的方式实现报文交互，DHCP服务仅限于本地网段。通过使用DHCP中继，可使处于不同子网中的客户端和DHCP服务器之间实现协议报文交互。DHCP协议介绍4、DHCP系统组成DHCP系统由DHCP服务器、DHCP客户端、DHCP中继组成。DHCP服务器：提供网络参数给DHCP客户端，通常是一台能提供DHCP服务功能的服务器或网络设备。DHCP中继：转发跨网段DHCP报文的设备，通常是网络设备。DHCP客户端：DHCP客户端通过DHCP服务器来获取网络配置参数，通常是一台主机或网络设备。DHCP地址分配方式1、手工分配根据需求，网络管理员为某些少数特定的主机（如DNS服务器、打印机）静态绑定固定的IP地址，其地址不会过期。2、自动分配为连接到网络的某些主机分配IP地址，该地址将长期由该主机使用。3、动态分配主机申请IP地址最常用的方法。DHCP服务器为客户端指定一个IP地址，同时为此地址规定了一个租用期限，如果租用时间到期，客户端必须重新申请IP地址。DHCP服务器为DHCP客户端分配IP地址时采用的顺序如下：（1）DHCP服务器数据库中与DHCP客户端的MAC地址静态绑定的IP地址。（2）DHCP客户端曾使用过的地址。（3）最先找到的可用IP地址如果未找到可用IP，依次查询超过租期、发生冲突的IP地址，如果找到则进行分配，否则报告错误。DHCP协议报文DHCP主要的协议报文类型分为八种。其中，DHCPDiscover、DHCPOffer、DHCPRequest、DHCPAck和DHCPRelease这五种报文在DHCP协议交互过程中会比较常见。DHCPNak、DHCPDecline和DHCPInform等三种报文则较少使用。1）DHCPDiscover报文DHCP客户端系统初始化完毕后第一次向DHCP服务器发送的请求报文，该报文通常以广播的方式发送。2）DHCPOfferDHCP服务器对DHCPDiscover报文的回应报文，采用广播或单播方式发送。该报文中会包含DHCP服务器要分配给DHCP客户端的IP地址、掩码、网关地址等网络参数。DHCP协议报文3）DHCPRequestDHCP客户端发送给DHCP服务器的请求报文，根据DHCP客户端当前所处的不同状态采用单播或广播方式发送。完成的功能包括DHCP服务器选择及租期更新等。4）DHCPRelease当DHCP客户端想要释放已经获得的IP地址资源或取消租期时，将向DHCP服务器发送DHCPRelease报文，采用单播方式发送。5）DHCPAck/Nak报文DHCPAck报文和DHCPNak报文都是DHCP服务器对所收到的客户端请求报文的一个最终的确认。当收到的请求报文中的各项参数均正确时，DHCP服务器就回应一个DHCPAck报文，否则将回应一个DHCPNak报文。DHCP服务器与客户机交互过程当DHCP客户端接入网络后第一次进行IP地址申请时，DHCP服务器和DHCP客户端将完成如下的信息交互过程。通过DHCP动态获取地址阶段，如下图所示。DHCP服务器与客户机交互过程1）请求阶段DHCP客户机启用DHCP服务后，在它所处的物理网络中发送DHCPDiscover报文，该报文的IP数据报的源IP地址为0.0.0.0(因为主机还没有分配到IP地址)，目的IP地址为广播地址255.255.255.255，目的是寻找能够给其分配IP地址等信息的DHCP服务器。请求报文中信息可以包含IP地址、IP地址租期的建议值。DHCP服务器与客户机交互过程2）提供阶段本地物理网络中的所有DHCP服务器都将通过DHCPOffer报文来回应DHCPDiscover报文。DHCPOffer报文包含了可用网络地址和其他DHCP配置参数。当DHCP服务器得到该报文后，并逐步向上层解封UDP用户数据报，对于其他设备，其他应用层没有监听该UDP用户数据报目的端口的67的进程，也就是DHCP服务器进程，因此无法交付DHCP发现报文，只能选择丢弃，而对于DHCP服务器，其应用层始终运行DHCP服务器进程，所以会接受DHCP发现报文并做出相响应。DHCP收到服务器DHCP发现报文后，根据其中封装的DHCP客户端MAC地址来查找自己的数据库，看是有MAC对应的配置信息，若有则使用这些配置信息来构建并发送DHCPOFFER报文，否则则采用默认配置信息来构建并且发送DHCPOFFER报文。封装该DHCP提供报文的IP数据报的源IP地址为DHCP服务器的IP地址，目的地址任然为广播地址。DHCP服务器与客户机交互过程3）选择阶段DHCP客户端收到一个或多个DHCP服务器发送的DHCPOffer报文，会根据DHCP提供报文中的事务ID，来判断该报文是否是自己说请求的报文。如果该事务ID和之前发送的DHCP请求报文的事务ID一致就表明是自己请求的报文，就接收该报文。DHCP客户机将从多个DHCP服务器中选择其中的一个，并且广播DHCPRequest报文（封装该报文的源地址仍然为0.0.0.0，因为该客户机还没有得到DHCP服务器的同意，只是收到了它发过来的信息）来表明哪个DHCP服务器被选择。DHCP服务器与客户机交互过程4）确认阶段DHCP服务器收到了DHCP客户机发送过来的请求报文，DHCP就发送一个DHCP确认报文，这时封装的报文包含了源IP地址，但是目的地址任然为广播地址，DHCP客户收到该确认报文后，就可以使用IP地址了。在使用这个IP地址前，DHCP客户机又会再次用ARP检查分配到的IP地址是否被其他主机使用，若被占用则该客户将向DHCP服务器发送“DHCPDECLINE”报文撤销分配到的IP地址，并重新发送DHCP请求报文。DHCP服务器配置步骤DHCP服务器配置（1）系统视图下启动DHCP功能。（2）在系统视图下创建DHCP地址池。（3）在DHCP地址池视图下配置动态分配的主要网段地址范围。（4）在DHCP地址池视图下配置为DHCP客户端分配的网关地址。（5）在DHCP地址池视图下，配置为DHCP客户端分配的DNS服务器地址。（6）在DHCP地址池视图下，配置DHCP客户端的IP地址的租用期限为永不过期。DHCP服务器配置步骤DHCP服务器（静态绑定）配置步骤： （1）接口视图下配置接口IP地址。（2）在系统视图下，启动DHCP服务。（3）配置DHCP地址池，采用静态绑定的方法。（4）在DHCP地址池视图下配置为DHCP客户端分配的网关地址。（5）在DHCP地址池视图下，配置为DHCP客户端分配的DNS服务器地址。（6）在DHCP地址池视图下，配置为DHCP客户端分配的IP地址的租用期限。（7）在系统视图下，配置DHCP地址池中哪些IP地址不参与分配。DHCP配置Part02DHCP配置根据下图，在HCL中完成实验拓扑搭建。DHCP配置HCL软件中PC配置（接口启动，选择DHCP模式）DHCP配置路由器接口IP配置。DHCP服务器：

<H3C>system-view[H3C]intg0/0[H3C-GigabitEthernet0/0]ipadd192.168.0.25424[H3C-GigabitEthernet0/0]qu[H3C]intg0/1[H3C-GigabitEthernet0/1]ipadd192.168.1.25424DHCP配置路由器DHCP服务配置。

[H3C]dhcpenable//系统视图下启动DHCP功能DHCP地址池ip-pool0：系统视图下配置DHCP地址池中哪些地址不参与自动分配[H3C]dhcpServerforbidden-ip192.168.1.254[H3C]dhcpServerforbidden-ip192.168.0.254系统视图下创建DHCP地址池[H3C]dhcpServerip-pool0地址池视图下配置动态分配的主网段地址范围[H3C-dhcp-pool-0]Network192.168.0.0mask255.255.255.0地址池视图下配置为DHCP客户端分配的网关地址、DNS地址[H3C-dhcp-pool-0]Gateway-list192.168.0.254[H3C-dhcp-pool-0]Dns-list192.168.0.10配置租期[H3C-dhcp-pool-0]Expiredday5DHCP配置DHCP地址池ip-pool1：系统视图下创建DHCP地址池[H3C]dhcpServerip-pool1地址池视图下配置动态分配的主网段地址范围[H3C-dhcp-pool-1]Network192.168.1.0