项目7 常用网络技术的研究(7.3)DHCP的配置应用
教学目的与要求：
1、识记DHCP技术的主要应用场景。
2、领会DHCP原理、工作过程，DHCP中继的原理。
3、掌握DHCP的配置命令及实现方式。
教学基本内容：
1、DHCP定义、特点、工作原理。
2、DHCP的配置及应用。
1、 重点：DHCP的定义、作用、工作原理；具体的配置过程。
2、难点：DHCP具体的配置命令与实际应用。
教学方法：多媒体讲授法、讨论法、信息化教学、上机操作
教学过程：
【回顾】：NAT的概念、定义、原理、配置命令。
【项目引入】：在常见的小型网络中，例如家庭网络和学生宿舍网络，网络管理员都是采用手工配置IP地址的方法，而在大型网络中往往有成百上千台的客户端，手动配置是不现实的，那怎么办呢？
7.3任务三：DHCP的配置应用
7.3.1 预备知识
（1）DHCP 概述
DHCP (Dynamic Host Configure Protocol) 动态主机配置协议。前身是BOOTP协议，是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，常用的2个端口：67（DHCP server），68（DHCPclient）。DHCP通常被用于局域网环境，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使client动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。简单来说，DHCP就是一个不需要账号密码登录的、自动给内网机器分配IP地址等信息的协议。
作用：
l动态配置IP地址，整个配置过程自动实现，终端无需设置；
l所有配置信息统一管理，不仅能够分配IP地址，还可以配置其他信息（DNS服务器、缺省网关等）。
优点：
l提高网络配置效率，减少配置工作量，减少IP冲突的可能性。
lDHCP采用客户端/服务器体系架构
DHCP server：集中存放配置信息，响应客户端的请求与之交互并完成主机配置信息的分配。
DHCP client：需要向服务器端发起请求来获取IP地址等信息完成网络参数的配置。
（2）DHCP工作原理
DHCP Server的行为完全由DHCPClient来驱动，只需根据收到的DHCP Client的各种请求报文，响应不同的DHCP响应报文即可。
lDHCP Server还可实现地址池管理功能。
l主动向DHCPServer请求IP地址等配置信息。
l使用ipconfig/renew来发起获取IP地址的过程。
l使用ipconfig/release来释放IP地址。
当DHCP Client和DHCPServer处于不同网段时，需要有DHCP Relay。DHCPRelay负责转发DHCP Client的数据包给DHCPServer。同时负责将DHCP Server的回应转发给DHCPClient。
l链路层头：广播形式。
lIP包头：SrcIP为全0，因为终端没有IP地址。
lDHCP报文：知名端口号，Client为68， Server为67, Server的响应报文一般也是广播封装。
lDHCP-DISCOVER，此报文是Client开始DHCP过程的第一个报文。
lDHCP-OFFER，此报文是Server对DHCP-DISCOVER报文的响应。
lDHCP-REQUEST，此报文是Client开始DHCP过程中对server的DHCP-OFFER报文的回应，或者是Client续延IP地址租期时发出的报文。
lDHCP-ACK，Server对Client的DHCP-REQUEST报文的确认响应报文，Client收到此报文后，才真正获得了IP地址和相关的配置信息。
lDHCP-DECLINE，当Client发现Server分配给它的IP地址无法使用，例如IP地址冲突时，将发出此报文，通知Server拒绝使用此IP地址。
lDHCP-NAK，Server对Client的DHCP-REQUEST报文的拒绝响应报文，Client收到此报文后，一般会重新开始新的DHCP过程。
lDHCP-RELEASE，Client主动释放Server分配给它的IP地址的报文，当Server收到此报文后，就可以回收这个IP地址，这个IP就能再分给其他的Client。
7.3.2 DHCP的配置及应用
常见的DHCP组网方式可分为两类：一种是DHCP服务器和客户机都在一个子网内，直接进行DHCP协议的交互；第二种是DHCP服务器和客户机分别处于不同的子网中，必须通过DHCP中继代理实现IP地址的分配。无论那种情况下，DHCP的配置都是相同的。
（1）组网需求
DHCP服务器为同一网段中的客户端动态分配IP地址，地址池网段10.1.1.0/24分为两个网段：10.1.1.0/25和10.1.1.128/25。DHCP服务器两个Ethernet接口地址分别为10.1.1.1/25和10.1.1.129/25。
网段10.1.1.0/25内的地址租用期限为10天12小时，域名为huawei.com，DNS地址为10.1.1.2，无NetBIOS地址，出口路由器地址为10.1.1.126；网段10.1.1.128/25网段内的地址租用期限为5天，DNS地址为10.1.1.2，NetBIOS地址为10.1.1.4，出口路由器的地址为10.1.1.254。
（2）组网图
（3）配置步骤
# 启动DHCP服务。
[Quidway] dhcp enable
# 配置不参与自动分配的IP地址（DNS、NetBIOS和出口网关地址）。
[Quidway] dhcp server forbidden-ip10.1.1.2
[Quidway] dhcp server forbidden-ip10.1.1.4
[Quidway] dhcp server forbidden-ip10.1.1.254
# 配置DHCP地址池0的共有属性（地址池范围、域名、DNS地址）。
[Quidway] dhcp serverip-pool 0
[Quidway-dhcp0] network 10.1.1.0mask 255.255.255.0
[Quidway-dhcp0] domain-namehuawei.com
[Quidway-dhcp0] dns-list 10.1.1.2
# 配置DHCP地址池1的属性（地址池范围、出口网关、地址租用期限）。
[Quidway] dhcp server ip-pool 1
[Quidway-dhcp1] network 10.1.1.0mask 255.255.255.128
[Quidway-dhcp1] gateway-list 10.1.1.126
[Quidway-dhcp1] expired day 10 hour12
# 配置DHCP地址池2的属性（地址池范围、出口网关、NetBIOS地址、地址租用期限）。
[Quidway] dhcp server ip-pool 2
[Quidway-dhcp2] network 10.10.1.128mask 255.255.255.128
[Quidway-dhcp2] expired day 5
[Quidway-dhcp2] nbns-list 10.1.1.4
[Quidway-dhcp2] gateway-list 10.1.1.254
（4）DHCP服务器常见故障的诊断与排除
故障之一：客户端出现动态IP地址分配冲突。
故障排除：可以按照如下步骤进行。
l 首先确认网络中是否已经存在该IP地址的主机，可通过具有较长超时时间的ping操作来验证该IP地址的连通性；
l 如果已经存在该地址的主机，则需要使用dhcp server forbidden-ip命令配置该IP地址不参与动态地址分配；
在客户端，可以在DOS 环境下使用ipconfig /release_all命令或在图形界面下执行［winipcfg/ 释放］来释放动态IP地址，然后使用ipconfig /renew_all或执行［winipcfg/ 更新］来重新申请动态地址。
（5）DHCP中继典型配置举例
A、配置需求
DHCP客户主机所在网段为10.110.0.0，而DHCP服务器所在网段为202.38.0.0，DHCP中继路由器需要中继DHCP报文，使得DHCP客户主机可以从DHCP服务器上申请到IP地址等配置信息。
DHCP服务器应当分配一块10.110.0.0网段的地址池，以便分配给在该网段上的DHCP客户主机适当的地址信息，DHCP服务器上应有到10.110.0.0的路由。
B、组网图
C、配置步骤
配置DHCP中继路由器：
[Quidway-Ethernet0] ip address10.110.1.1 255.255.0.0
[Quidway-Ethernet0] ip relay-address202.38.160.2
在以太网接口0上配置辅助地址202.38.160.2 实际上是指定DHCP服务器的地址，DHCP客户主机在请求配置信息时，发出DHCP广播报文，DHCP中继路由器的以太网口接收到广播报文后，将报文作适当处理发送给该接口上的辅助地址，即DHCP服务器，DHCP服务器将产生的应答报文返回给DHCP中继路由器，由中继路由器把应答报文通知给DHCP客户主机。
（6）透明传转发协议配置举例
A、配置需求
主机与TFTP服务器在两个不同网段上，由于主机不知道TFTP服务器的IP地址，发出请求报文采用广播地址作为目的地址，希望能被路由器A透传到TFTP服务器上。
B、组网图
C、配置步骤
配置路由器A：
[Quidway] ip relay protocol udp 69
[Quidway] interface ethernet 0
[Quidway-Ethernet0] ip address10.110.1.1 255.255.0.0
[Quidway-Ethernet0] ip relay-address202.38.160.2
（6）DHCP中继常见故障的诊断与排除
DHCP中继或透传功能不正常，可以借助display命令以及调试信息来定位。以下，就常见的可能故障进行说明。
故障之一：DHCP客户主机不能获得配置信息。
故障排除：可以按照如下步骤进行：
l 检查DHCP服务器是否配有DHCP客户主机所在网段的地址池。
l 检查DHCP中继路由器和DHCP服务器是否有相互可达路由。
l 检查DHCP中继路由器是否在客户主机端接口上配有正确辅助地址，是否配有多个辅助地址造成冲突。
故障之二：透传协议转发失效。
故障排除：可以按照如下步骤进行：
l 显示当前转发协议。
l 显示接口配置的辅助地址。
l 检查透传的源设备与目的设备间是否有可达路由。
检查透传路由器本身是否配置有所透传协议的服务。
7.3.3 任务拓展
上机完成P160：图7-29。
思考题、讨论、作业、技能操作：
1、P168：思考与练习第3题。
2、上机完成 “任务拓展”项目图7-29。
参考资料（含参考书籍、文献、网络资料）：
1、许圳彬，王田甜,《IP网络技术》,北京：人民邮电出版社，2012.8
2、张俊星，黄成哲，《数据通信技术》，人民邮电出版社，2019.7
教学小结：
本节课学习了DHCP的定义、原理、配置与应用。
u 板书设计
1、 DHCP概述。
2、 DHCP的配置与应用。
教学后记：
DHCP的配置及应用的动态视频，由湖科大教书匠完成。
