交換機與路由器的配置管理 課件 第5章交換機DHCP技術

交換機與路由器的配置管理——第5章

交換機DHCP技術第五章概述5.1DHCP概述5.2DHCP配置命令交換機與路由器的配置管理第五章概述（續(xù)）5.3交換機DHCP技術實訓5.3.1交換機DHCP服務實訓5.3.2交換機DHCP中繼服務實訓5.3.3DHCP協(xié)議的配置實訓5.3.4DHCP中繼的配置實訓交換機與路由器的配置管理5.1DHCP概述交換機與路由器的配置管理交換機與路由器的配置管理5.1DHCP概述交換機與路由器的配置管理1.DHCP簡介DHCP是dynamichostconfigurationprotocol的縮寫，稱為動態(tài)主機配置協(xié)議，是一種簡化主機IP地址配置和管理的協(xié)議。利用該協(xié)議，允許DHCP服務器向客戶機提供IP地址和其他相關配置信息（子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關、DNS服務器地址、IP地址租用期等）。DHCP屬于應用層協(xié)議，在傳輸層使用UDP工作。DHCP服務器使用UDP67號端口提供相應的服務，DHCP客戶機使用UDP68號端口與服務器通信。DHCP采用客戶端/服務器（C/S）模型，DHCP服務器屬于服務端，客戶機屬于客戶端。在網(wǎng)絡管理中，通過配置使用DHCP服務，可以讓DHCP客戶機在每次啟動后自動獲取IP地址和相關網(wǎng)絡配置參數(shù)，減少手工靜態(tài)配置IP地址的工作量。2.DHCP服務實現(xiàn)的幾種途徑DHCP服務可以利用三層交換機或路由器來配置實現(xiàn)，即IOSDHCP實現(xiàn)方式，也可采用WindowsServer或LinuxServer操作系統(tǒng)，通過安裝配置DHCP服務器來實現(xiàn)5.1DHCP概述交換機與路由器的配置管理3.DHCP工作原理當客戶機的IP地址獲取方式設置為“自動獲得IP地址”時，才會向DHCP服務器申請分配IP地址。申請獲得的IP地址有一個租用期，在租用期內(nèi)，都會固定獲得該IP地址。當客戶機設置為自動獲得IP地址時，并在租用期內(nèi)首次接入網(wǎng)絡時，客戶機就會向網(wǎng)絡以廣播方式發(fā)出一個發(fā)現(xiàn)報文（DISCOVER），請求租用IP地址，然后處于選擇狀態(tài)。報文中源IP地址為0.0.0.0，目的地址為255.255.255.255，即以廣播方式發(fā)送報文。網(wǎng)絡中的每臺客戶機都會收到該報文，但只有DHCP服務器才會響應該報文。發(fā)現(xiàn)報文中包含源主機的MAC地址和計算機名，DHCP報文解碼中的CLIENTHARDWAREADDRESS就是客戶機的MAC地址。第1個發(fā)現(xiàn)報文的等待時間預設為1s，發(fā)出該報文后1s之內(nèi)，如果沒有收到響應報文，則會發(fā)出第2個發(fā)現(xiàn)報文，第2個報文的等待時間為9s。第3個報文和第4個報文的等待時間分別為13s和16s。如果4次發(fā)送都沒有收到響應報文，則宣告發(fā)送失敗，5min之后將再次重試。DHCP服務器收到發(fā)現(xiàn)報文之后，將從IP地址池中為其分配一個未使用的IP地址，以廣播形式響應DHCP客戶機一個提供報文（OFFER），提供報文中包含了DHCP服務器分配給客戶機的IP地址信息。如果網(wǎng)絡中有多臺DHCP服務器，則這些DHCP服務器都會給客戶機回復提供報文。如果客戶機收到多個DHCP提供報文，則會選擇最先抵達的提供報文，然后以廣播形式發(fā)出DHCP請求報文（REQUEST），表明自己已接收了一個DHCP服務器提供的IP地址，并向DHCP服務器請求獲取參數(shù)配置信息（子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關、DNS服務器地址、租用時間等）。廣播報文中包含了所接收的IP地址和服務器的IP地址，然后進入請求狀態(tài)。5.1DHCP概述交換機與路由器的配置管理3.DHCP工作原理DHCP服務器收到請求報文后，會將網(wǎng)絡參數(shù)配置信息放入確認報文（ACK）中，并以廣播方式回復給DHCP客戶機，以確認IP租約正式生效，這樣客戶機就可使用DHCP服務器為其分配的IP地址了，客戶機進入穩(wěn)定的綁定狀態(tài)。其他的DHCP服務器收到請求廣播報文之后，如果發(fā)現(xiàn)客戶機沒有選擇使用自己所提供的IP地址，則收回為其分配的IP地址。在租用期內(nèi)，DHCP客戶機下次接入網(wǎng)絡時，就不用再發(fā)送發(fā)現(xiàn)報文了，而是直接發(fā)送包含前一次所分配得到的IP地址的請求報文。當DHCP服務器收到該報文后，它將嘗試讓DHCP客戶機繼續(xù)使用原來的IP地址，并響應一個確認報文。如果該IP地址已被其他客戶機占用無法再分配，則響應一個否定報文（NAK）?？蛻魴C收到否定報文后，將重新發(fā)起發(fā)現(xiàn)報文，重新申請分配新的IP地址。DHCP報文的交互過程如圖5-1所示。在DHCP客戶機和DHCP服務器之間交互的報文，除了以上基本交互過程的報文之外，還存在以下類型5.1DHCP概述交換機與路由器的配置管理（1）DHCP客戶機發(fā)出釋放報文（RELEASE），告知DHCP服務器終止IP地址租用，回收IP地址。（2）DHCP服務器發(fā)出否定報文（NAK），回復DHCP客戶機地址申請失敗。請求的IP地址有誤，或者租用期已過期。（3）DHCP客戶機發(fā)出謝絕報文（DECLINE），告知DHCP服務器該地址存在沖突，不可使用。另外，如果DHCP客戶機和DHCP服務器不在同一個子網(wǎng)內(nèi)，則申請地址需要DHCP中繼的支持。利用DHCP中繼代理的跨廣播域轉發(fā)DHCP報文，就能實現(xiàn)在DHCP客戶機和DHCP服務器之間收發(fā)DHCP報文。VLAN接口通過配置指定DHCP服務器地址，可起到DHCP中繼的作用。因為DHCP是廣播數(shù)據(jù)包，所以它不能跨過三層設備。當DHCP服務器和要自動獲取IP地址的設備中間隔了層設備時就必須通過DHCP中繼幫助把DHCP廣播數(shù)據(jù)包轉換成單播數(shù)據(jù)包發(fā)送到三層設備下，并聯(lián)到要自動獲取IP地址PC的上聯(lián)口。5.2DHCP配置命令交換機與路由器的配置管理交換機與路由器的配置管理5.2DHCP配置命令交換機與路由器的配置管理1.啟用DHCP服務與中繼代理配置命令如下：該命令在全局配置模式下執(zhí)行，如果要關閉DHCP服務與中繼代理，執(zhí)行noservicedhcp命令。2.配置地址池DHCP的地址分配和給客戶機傳送的網(wǎng)絡配置參數(shù)，都需要在DHCP地址池中進行定義。如果沒有配置DHCP地址池，即使啟用了DHCP服務，也不能對客戶機進行地址分配，不過DHCP中繼代理可以生效。配置DHCP地址池由多條相關命令共同完成。首先定義地址池的名稱并進入地址池配置模式。在該子模式下，再用相關命令配置地址池的IP地址、默認網(wǎng)關、DNS服務器地址和地址租用期等相關配置信息。1）定義地址池名稱配置命令如下5.2DHCP配置命令交換機與路由器的配置管理1.啟用DHCP服務與中繼代理該命令在全局配置模式下執(zhí)行，執(zhí)行后將進入地址池配置模式。pool_name代表要創(chuàng)建定義的地址池的名稱，可自定義。由于每個網(wǎng)段都要定義對應的地址池，因此命名時可添加VLAN號信息，以便知道是哪個VLAN對應的地址池例如，如果要為VLAN10定義名為teacher_vlan10的地址池，則配置命令如下：2）定義地址池網(wǎng)段配置命令如下：該命令在地址池配置模式下執(zhí)行，用于配置動態(tài)分配的地址段，subnet代表網(wǎng)段地址，mask為對應的子網(wǎng)掩碼。例如，假設VLAN10的網(wǎng)段地址為192.168.1.0/24，則配置命令如下：5.2DHCP配置命令交換機與路由器的配置管理1.啟用DHCP服務與中繼代理3）配置指定默認網(wǎng)關地址配置命令如下：該命令在地址池配置模式下執(zhí)行，用于配置指定該網(wǎng)段的默認網(wǎng)關地址。例如，如果VLAN10的網(wǎng)關地址為198.168.1.1/24，則配置命令如下：4）配置指定DNS服務器地址配置命令如下：該命令在地址池配置模式下執(zhí)行，用于配置指定客戶機進行域名解析所使用的DNS服務器的IP地址。通常使用互聯(lián)網(wǎng)服務商提供的DNS服務器地址，以加快域名解析的速度。例如，如果VLAN10要指定的DNS服務器地址為68.128.198.100，則配置命令如下：5.2DHCP配置命令1.啟用DHCP服務與中繼代理5）配置地址租用期配置命令如下：該命令在地址池配置模式下執(zhí)行，用于配置地址租用期，允許以日、時、分為單位進行配置，默認地址租用期為1天。如果設置為infinite，則表示不限時間，可長期使用。如果要設置地址租用期為2天，則配置命令如下：lease2。如果要設置地址租用期為9小時30分，則配置命令如下：lease0930。3.定義從地址池要排除的地址地址池定義的是一個地址段，通常這個地址段中會有一些IP地址有其他用途，不能分配給網(wǎng)段內(nèi)的用戶主機使用，比如網(wǎng)關地址、交換機使用的管理地址等，這些地址需要從地址池中排除，其配置命令如下：該命令在全局配置模式下執(zhí)行，一條命令配置指定一個連續(xù)的地址范圍。如果有多個連續(xù)的地址范圍需要排除，則重復使用該條配置命令依次配置指定即可。例如，如果要排除teacher_vlan地址池中198.168.1.0~198.168.1.19和198.168.1.240~198.168.1.255的地址，則配置命令如下：5.2DHCP配置命令1.啟用DHCP服務與中繼代理4.配置DHCP中繼在網(wǎng)絡中，可能會存在多個子網(wǎng)。DHCP客戶機通過網(wǎng)絡廣播消息獲得DHCP服務器的響應后得到IP地址，但廣播消息是不能跨越子網(wǎng)的。因此，如果DHCP客戶機和服務器在不同的子網(wǎng)內(nèi)，客戶機還能不能向服務器申請IP地址呢？這就要用到DHCP中繼代理。DHCP中繼代理實際上是一種軟件技術，啟用DHCP中繼代理的設備稱為DHCP中繼代理服務器，它承擔不同子網(wǎng)間的DHCP客戶機和服務器的通信任務。例如，交換機劃分兩個VLAN，分別為VLAN10和VLAN20。配置DHCH中繼命令如下：5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理交換機與路由器的配置管理5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.1交換機DHCP服務實訓1.實訓目標（1）熟悉交換機DHCP服務設置的基本原理及用途。（2）掌握交換機DHCP的配置方法。2.實訓任務你是某公司的網(wǎng)絡管理員，為了減少網(wǎng)絡編址的復雜性和手工配置IP地址的工作量，決定內(nèi)部配置一臺DHCP服務器為局域網(wǎng)客戶端自動分配IP地址，以避免出現(xiàn)IP地址沖突的情況。公司有兩個部門，分別是技術部和業(yè)務部，分別處于VLAN10和VLAN20中，通過三層交換機，可以從DHCP服務器中自動分配到IP地址、網(wǎng)關和DNS（DHCP服務器的IP地址為202.103.224.65），可以相互訪問并且可以訪問互聯(lián)網(wǎng)。3.任務分析利用三層交換機的DHCP服務功能并作為DHCP服務器，為客戶端分配IP地址以節(jié)省資源，使各計算機在子網(wǎng)間移動時也不用頻繁地設置IP信息，從而避免IP地址沖突等情況。需要配置三層交換機DHCP服務，給客戶分配IP地址、網(wǎng)關和DNS等參數(shù)。三層交換機DHCP服務如圖5-2所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.1交換機DHCP服務實訓4.任務實施1）配置各PC的IP地址在PacketTracer中單擊PC1按鈕，在彈出的窗口中選擇“桌面”選項卡下的“IP地址配置”選項，出現(xiàn)如圖5-3所示的對話框，然后選擇DHCP，設置PC1為“自動獲取”，按照同樣方法完成其他PC的IP設置。PC2主機的IP設置如圖5-4所示。2）配置交換機VLAN參數(shù)（1）開啟三層交換機路由功能。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.1交換機DHCP服務實訓4.任務實施（2）建立VLAN，并分配端口。（3）配置三層交換機端口的路由功能。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.1交換機DHCP服務實訓4.任務實施（4）查看路由表。

在特權模式輸入showiproute查看路由表，如圖5-5所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.1交換機DHCP服務實訓4.任務實施（5）測試三層交換機VLAN間路由功能。3）配置交換機DHCP服務（1）配置三層交換機端口的路由功能。（2）查看DHCP信息，如圖5-6所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.1交換機DHCP服務實訓4.任務實施（5）測試三層交換機VLAN間路由功能。（3）測試三層交換機DHCP功能，PC1主機自動獲取IP地址等參數(shù)信息如圖5-7所示，PC2主機自動獲取IP地址等參數(shù)信息如圖5-8所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.2交換機DHCP中繼服務實訓1.實訓目標（1）熟悉交換機DHCP中繼服務的用途。（2）掌握交換機DHCP中繼的配置方法。2.實訓任務你是某公司的網(wǎng)絡管理員，為了減少網(wǎng)絡編址的復雜性和手工配置IP地址的工作量，決定內(nèi)部配置一臺DHCP服務器為局域網(wǎng)客戶端自動分配IP地址，以避免出現(xiàn)IP地址沖突的情況。公司有兩個部門，分別是技術部和業(yè)務部，分別處于VLAN10和VLAN20中，通過三層交換機，可以從DHCP服務器中自動分配到IP地址、網(wǎng)關和DNS（DHCP服務器的IP地址為202.103.224.65），可以相互訪問并且可以訪問互聯(lián)網(wǎng)。3.任務分析利用三層交換機的DHCP中繼服務功能，從DHCP服務器為客戶端分配IP地址以節(jié)省資源，使各計算機在子網(wǎng)間移動時也不用頻繁地設置IP信息，從而避免IP地址沖突等情況。為了使用戶能夠相互訪問和上網(wǎng)，需要配置三層交換機的DHCP中繼，從DHCP服務器給客戶分配IP地址、網(wǎng)關和DNS等參數(shù)。三層交換機DHCP中繼服務如圖5-9所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.2交換機DHCP中繼服務實訓4.任務實施1）配置DHCP服務器在PacketTracer中單擊DHCP服務器，在彈出的窗口中選擇“配置”選項卡下的DHCP選項，出現(xiàn)如圖5-10所示的對話框，然后新建兩個地址池，設置默認網(wǎng)關、DNS服務器、起始IP地址、子網(wǎng)掩碼等，并開啟DHCP服務器。設置DHCP服務器的IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關如圖5-11所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.2交換機DHCP中繼服務實訓4.任務實施2）配置交換機VLAN參數(shù)（1）開啟三層交換機路由功能。（2）建立VLAN，并分配端口。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.2交換機DHCP中繼服務實訓4.任務實施2）配置交換機VLAN參數(shù)（3）配置三層交換機端口的路由功能。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.2交換機DHCP中繼服務實訓4.任務實施3）配置交換機DHCP中繼服務（1）配置三層交換機端口的路由功能。（2）測試PC自動獲取地址功能，如圖5-12所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.2交換機DHCP中繼服務實訓4.任務實施3）配置交換機DHCP中繼服務（2）測試PC自動獲取地址功能，如圖5-12所示。主機PC1能夠ping通主機PC2，如圖5-13所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.3DHCP協(xié)議的配置實訓1.實訓目標（1）掌握DHCP協(xié)議的工作原理和工作過程。（2）學會在三層交換機上配置DHCP服務和客戶端配置。2.實訓任務某公司有兩個部門，分別是采購部和財務部，兩個部門分別屬于不同子網(wǎng)（192.168.10.0/24和192.168.20.0/24）。要求網(wǎng)絡管理員將他們的網(wǎng)絡連接在一起，通過DHCP協(xié)議動態(tài)分配IP地址。以Cisco3560三層交換機為例，Cisco3560交換機命名為S3560。兩臺PC通過網(wǎng)卡分別連接到一臺Cisco2960交換機上，Cisco2960交換機再接到Cisco3560交換機上。3.任務分析該公司兩個部門的PC都可以動態(tài)獲取IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關、電信DNS（200.108.168.65）。DHCP協(xié)議的配置如圖5-14所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.3DHCP協(xié)議的配置實訓本實訓需要Cisco3560三層交換機一臺、Cisco2960二層交換機一臺、PC兩臺。4.任務實施（1）配置三層交換機Cisco3560提供DHCP服務。（2）配置財務部（Finance）的DHCP服務。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.3DHCP協(xié)議的配置實訓本實訓需要Cisco3560三層交換機一臺、Cisco2960二層交換機一臺、PC兩臺。4.任務實施（3）在三層交換機上配置兩個虛擬網(wǎng)（vlan10和vlan20）。（4）為兩個虛擬VLAN接口配置IP地址5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.3DHCP協(xié)議的配置實訓本實訓需要Cisco3560三層交換機一臺、Cisco2960二層交換機一臺、PC兩臺。4.任務實施（5）在Cisco2960交換機上創(chuàng)建兩個VLAN，并將兩個部門的PC劃分到相應的VLAN端口中。（6）開啟三層交換機路由功能。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.3DHCP協(xié)議的配置實訓4.任務實施（7）配置Cisco3560交換機和Cisco2960交換機的級聯(lián)端口Trunk模式。（8）設置客戶端自動獲取地址。PC1主機自動獲取IP地址等參數(shù)信息如圖5-15所示，PC2主機自動獲取IP地址等參數(shù)信息如圖5-16所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.3DHCP協(xié)議的配置實訓4.任務實施（9）實驗測試：在客戶端測試，在“命令提示符下”，執(zhí)行ipconfig命令查看IP地址屬性。使用ping命令測試兩臺PC主機的連通性，如圖5-17所示。（10）使用showipdhcpbinding命令查看DHCP的地址綁定情況，如圖5-18所示。經(jīng)驗提示：（1）無論是三層交換機還是二層交換機上都應該創(chuàng)建相關VLAN。（2）在三層交換機上應啟用路由功能：iprouting。（3）在三層交換機上設置Trunk前需要封裝802.1q協(xié)議。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.4DHCP中繼的配置實訓4.任務實施1.實訓目標學會使用三層交換機和DHCP中繼代理技術解決多個VLAN共享同一DHCP服務器問題。2.實訓任務使用一臺DHCP服務器（IP地址為192.168.0.100）、一臺Cisco3560三層交換機和一臺二層交換機，有兩臺PC連接三層交換機，有兩臺PC連接Cisco2960接入層交換機，在Cisco3560和Cisco2960上劃分VLAN，將接入層交換機端口分別加入VLAN，各主機均使用DHCP自動獲取IP地址。3.任務分析服務器擔任DHCP服務的角色，負責向所有PC主機動態(tài)分配IP地址、掩碼、網(wǎng)關和DNS等參數(shù)，所以服務器需要定義四個地址池。四臺PC主機分別獲取各自VLAN的IP地址。DHCP中繼的配置如圖5-19所示。本實訓需要Cisco3560一臺、Cisco2960一臺、服務器一臺、PC四臺。4.任務實施（1）配置三層交換機Cisco3560的VLAN、Trunk等。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.4DHCP中繼的配置實訓4.任務實施5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.4DHCP中繼的配置實訓4.任務實施（2）配置三層交換機Cisco3560的交換虛擬接口IP地址5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.4DHCP中繼的配置實訓4.任務實施（3）配置三層交換機Cisco3560的VLAN中繼服務（4）啟用三層交換機Cisco3560路由功能。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.4DHCP中繼的配置實訓4.任務實施（5）配置二層交換機Cisco2960的VLAN、Trunk等5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.4DHCP中繼的配置實訓4.任務實施（6）配置DHCP服務器。設置DHCP服務器的IP地址，如圖5-20所示。在服務器上創(chuàng)建DHCP地址池，包括：IP地址、掩碼、網(wǎng)關（為該網(wǎng)段第一個IP）、DNS（為電信DNS：200.198.224.168）。DHCP服務器設置如圖5-21所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.4DHCP中繼的配置實訓4.任務實施（7）驗證測試。設置客戶端自動獲取地址。PC1主機自動獲取IP地址等參數(shù)信息，如圖5-22所示。PC2主機自動獲取IP地址等參數(shù)信息，如圖5-23所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.4DHCP中繼的配置實訓4.任務實施PC3主機自動獲取IP地址等參數(shù)信息，如圖5-24所示。PC4主機自動獲取IP地址等參數(shù)信息，如圖5-25所示5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.4DHCP中繼的配置實訓4.任務實施主機PC1能夠ping通主機PC2，如圖5-26所示。主機PC1能夠ping通主機PC3，如圖5-27所示。5.3交換機DHCP技術實訓交換機與路由器的配置管理5.3.4DHCP中繼的配置實訓4.任