4.3 路由器配置DHCP中继

路由器配置DHCP中继服务

DHCP是基于广播和单播工作的，客户端发出的Discover消息是采用广播，因为它要寻找网络中的DHCP服务器，但路由器是隔断网络广播的三层设备，位于路由器不同接口上的DHCP服务器与客户端将无法进行正常工作，因为客户端的Discover消息被路由器给切断了。此时，在这种跨网段的DHCP部署环境中，提出中继代理技术（Relay Agent），在思科的IOS中叫作帮助地址（Helper address），它能帮助DHCP客户端跨越路由器申请IP地址及其他的TCP/IP参数，从而解决由于广播域的分隔，导致DHCP不能正常工作的问题，DHCP中继代理的工作原理如图所示。

1、DHCP客户端发送DHCP的Discover广播寻找本地子网上的DHCP服务器，毫无疑问，这个寻找将失败，因为本地子网上根本没有部署DHCP服务器。但此时DHCP的中继代理路由器R1的E1/0（192.168.5.1）会收到这个Discover广播消息。

2、中继代理路由器会帮助DHCP客户端到指定的DHCP服务器去申请IP地址，即指定的DHCP服务器，事实上，就是在中继路由器上声明谁是DHCP服务器，比如声明192.168.4.1为DHCP服务器，那么DHCP的中继路由器会将Discover消息单播到DHCP服务器（192.168.4.1）。注意：此时中继使用单播的形式把Discover消息发送到DHCP服务器，因为中继明确地知道它该向哪台DHCP服务器进行申请。

3、DHCP服务器会以单播的形式回应中继的Discover消息，并发送Offer消息，该消息中包括了DHCP服务器可以给中继提供的机会IP地址（192.168.5.2），关于DHCP服务器提供给中继的Offer消息如图9.34所示，这个Offer消息以单播的形式发送，因为DHCP服务器知道中继是谁，并且在该消息中包括了中继的IP地址。值得提出的是，DHCP服务器在向中继提供机会IP地址（192.168.5.2）之前，它还是会做一个IP地址冲突检测，它需要知道192.168.5.2这个IP地址在网络上是否有主机正在使用，检测方式是发送一个目标地址为192.168.5.2的ICMP回显消息，如果没有回应，则说明该地址没有被使用，可以被分配出去，反之则不能；DHCP服务器还会检测与中继的连通性，确保中继能成功地得到这个Offer消息。关于这个过程可以通过如图所示的数据帧来证实。在这里DHCP服务器为什么不使用ARP进行IP地址冲突探测？原因很简单，因为在通过中继申请IP地址的DHCP环境中，DHCP服务器提供的IP地址通常都不在本地子网的IP地址范围内，ARP不能穿越路由器工作。

4、中继向DHCP服务器发起DHCP的Request请求消息，该消息仍然以单播的形式发送，这与本地子网上DHCP的工作原理不同，在本地子网上这个过程应该是以广播的形式进行发送的，而在中继环境中，中继以单播发送，因为在这种情况下，通信双方是很明确的，不可能存在其他的DHCP服务器向中继提供IP地址。有两个原因：第一个原因是中继设备上会明确指示它该向哪台DHCP服务器申请IP地址；第二个原因是中继发起DHCP的Discover消息时，就是单播发送的，不会有第二台DHCP服务器来为中继提供IP地址。

5、DHCP服务器收到中继的单播Request消息后，会回应一个ACK消息给中继，指示IP地址的租期正式生效。注意：该消息仍然是以单播的形式发送。

6、上述第2-5步对于DHCP客户端而言是完全透明的，它看不见中继为它完成IP地址申请的过程。它只能看见中继与自己的DHCP消息交互过程，当DHCP的中继成功地从DHCP服务器获得地址后，中继会给DHCP客户端发送一个DHCP的Offer消息，告诉DHCP客户端可以提供给它的IP地址。注意：此时中继就无须再检测该IP地址在网络上是否有冲突的可能性了，因为这个过程在上述的第3步中已经做了检测。

7、DHCP客户端在收到DHCP中继所提供的Offer消息后，会向DHCP的中继发送一个DHCP的Request消息，正式请求IP地址。该消息以广播的形式发送。 

8、DHCP中继收到客户端的Request消息后，会回应一个ACK消息给DHCP客户端，声明租约正式生效，然后DHCP客户端在得到ACK消息后，会将DHCP中继颁发给它的IP地址使用“免费的ARP（请求的目标IP地址和源IP地址一样，它不希望得到任何回应）”做一个最终的地址冲突检测，最后正式使用该IP地址。

  注意：DHCP中继，就其本身而言，它没有任何资格颁发IP地址及其他的TCP/IP属性，它只是代理DHCP客户端向DHCP服务器申请，中继与DHCP服务器交互DHCP消息的过程对于DHCP客户端而言是透明的。

DHCP中继pkt文件.rar(下载附件 116.68 KB)

DHCP中继实验1—计算机充当DHCP服务器.doc(下载附件 218.5 KB)

DHCP中继实验2—交换机充当DHCP服务器.doc(下载附件 157 KB)