计算机网络 课件 项目五 互联网应用服务 任务4 动态主机配置协议

计算机网络武汉铁路职业技术学院任务4动态主机配置协议知识点一DHCP概述DHCP的功能和特点DHCP地址分配机制在TCP/IP网络中，我们将一台主机接入到互联网中，需要配置哪些参数？配置完成后，主机才能够访问网络中的各种信息和资源。DHCP概述某公司新进员工，系统管理员就需要为新员工电脑分配IP地址等参数，保证新员工的主机能够接入到公司网络。在常见的小型网络中（例如家庭网络和学生宿舍网），终端数量较少，管理员手工分配IP地址即可，但是到了中、大型网络，大量的主机终端需要连入到公司网络，它们都需要IP地址等网络参数，手动分配IP地址工作量大，而且配置时容易导致IP地址冲突等错误。

DHCP协议可以为网络终端动态分配IP地址，解决了手工配置的各种问题。DHCPDynamicHostConfigurationProtocolDHCP，动态主机配置协议，实现了自动设置IP地址、统一管理IP地址的分配DHCP概述

DHCP动态分配IP地址流程如图所示，新员工的电脑第一次接入到公司网络路由器中，发起DHCP请求“大家好，我刚来，谁给我指一个座位号？”，带有DHCP服务的路由器收到请求后，回复信息“好的，我看看座次表，看把你安排在哪里好。”，DHCP服务器给主机分配IP地址等网络参数，让其可以接入到公司网络，实现IP地址的动态分配。DHCP特点DHCP特点（1）保证任何IP地址在同一时刻只能由一台DHCP客户端所使用。（2）DHCP可以给用户分配永久固定的IP地址。（3）DHCP可以同采用其他方法获得IP地址的主机共存(如手工配置IP地址的主机)。DHCPDynamicHostConfigurationProtocolDHCP在TCP/IP协议簇的UDP层上工作，网络管理员使用DHCP可以给内部网络中所有计算机自动分配IP地址。DHCP地址分配机制（1）自动分配方式(AutomaticAllocation)，DHCP服务器为主机指定一个永久性的IP地址，一旦DHCP客户端第一次成功从DHCP服务器端分配到IP地址后，就可以永久性的使用该地址。（2）动态分配方式(DynamicAllocation)，DHCP服务器给主机指定一个具有时间限制的IP地址，时间到期或主机明确表示放弃该地址时，该地址可以被其他主机使用。（3）手工分配方式(ManualAllocation)，客户端的IP地址是由网络管理员指定的，DHCP服务器只是将指定的IP地址告诉客户端主机。知识点一DHCP工作原理DHCP代理DHCP协商数据包分析DHCP工作原理DHCP采用UDP作为传输协议，客户端发送消息到DHCP服务器的的67号端口，服务器返回消息给客户端的68号端口。

如图所示，客户端向DHCP服务器发起请求IP的数据包，服务器回复请求，紧接着客户端从服务器给的地址池中选择IP地址，最后服务器确定该IP地址的租约信息，通过以上流程服务器完成自动分配IP地址的功能。1234源IP：0.0.0.0目的IP地址：255.255.255.255目的IP地址：255.255.255.255源IP地址：服务端IP地址源IP：0.0.0.0目的IP地址：255.255.255.255目的IP地址：255.255.255.255源IP地址：服务端IP地址发现阶段（DHCPDISCOVER）提供阶段（DHCPOFFER）选择阶段（DHCPREQUEST）确认阶段（DHCPACK）DHCPDISCOVER报文中封装了客户端MAC客户端根据MAC地址确定报文是否发给自己的DHCPOFFER报文中封装了客户端MAC地址确认分配给请求的地址DHCP客户端DHCP服务端DHCP工作原理DHCP代理

DHCP中继代理是一个小程序，它可以实现在不同子网和物理网段之间处理和转发DHCP信息的功能。

DHCP客户端启动并进行初始化时，它会在本地网络广播配置请求报文，如果本地网络存在DHCP服务器，可直接进行DHCP配置，不需要DHCP中继；如果本地网络没有DHCP服务器，则与本地网络相连的具有DHCP中继功能的网络设备收到该广播报文后，将进行适当处理并转发给指定的其它网络上的DHCP服务器。DHCP服务器根据客户端提供的信息进行相应的配置，并通过DHCP中继将配置信息发送给DHCP客户端，完成对DHCP客户端的动态配置。

那么DHCP的中继代理流程是如何实现不同子网间提供动态主机分配服务的，如图所示，DHCP中继位于DHCP客户端和服务器之间，由于DHCPDISCOVER是以广播方式进行的，其情形只能在同一网络之内进行，因为路由器是不会将广播传送出去的。但如果DHCP服务器架设在其他的网络上面，可以用DHCP中继来接管客户的DHCP请求，然后将此请求传递给真正的DHCP服务器，然后将服务器的回复传给客户，用这种方式实现跨网服务。DHCP代理DHCP协商数据包分析数据包1：DHCPDiscover；数据包2：DHCPOffer；数据包3：DHCPRequest；数据包4：DHCPACK。DHCPDiscover数据包分析DHCPDiscover数据包。客户端使用IP地址0.0.0.0发送了一个广播包，可以看到此时的目的IP为255.255.255.255。客户端试图通过该广播数据包发现，可以给它提供服务的DHCP服务器。从下图5-4-13可以看出，DHCP属于应用层协议，在传输层使用UDP协议，目的端口是67。DHCPOffer数据包分析DHCP服务器仍然使用广播地址作为目的地址，因为此时请求分配IP的客户端并没有自己ip，而可能有多个客户端在使用0.0.0.0这个IP作为源IP向DHCP服务器发出IP分配请求，DHCP也不能使用0.0.0.0这个IP作为目的IP地址，于是依然采用广播的方式，告诉正在请求的客户端们，这是一台可以使用的DHCP服务器。DHCP服务器提供了一个可用的IP，在数据包的Your(client)IPAddress字段可以看到DHCP服务器提供的可用IP。DHCPRequest数据包分析当Client收到了DHCPOffer包以后（如果有多个可用的DHCP服务器，那么可能会收到多个DHCPOffer包），确认有可以和它交互的DHCP服务器存在，于是客户端发送Request数据包，请求分配IP。DHCPACK数据包分析数据包中包含以下信息，表示将这些资源信息分配给客户端，其中Your(client)IPaddress表示分配给客户端的可用IP，图5-4-15中显示了很多option信息，option（53）是DHCP服务器发送的消息类型（ACK），option（54）是服务器的身份标识，option（1）是SubnetMask，即客户端端分配到的IP的子网掩码；option（3）是Router，即路由器；option（6）是DomainNameServer，即DNS域名服务器；option（51）是IPAddressLeaseTime，即IP租用期，这些都是客户端用于联网的必要信息。搭建DHCP服务器（1）打开ENSP，新建网络拓扑。如图所示，实验设置4台终端（PC1、PC2、PC3、PC4），一台S5700交换机（LSW1），一台Router路由器（R1），其中PC1、PC2、PC3、PC4作为DHCP客户端，交换机LSW1作为中心节点，路由器R1作为DHCP服务器，其余四个终端与交换机直连搭建DHCP服务器四个DHCP客户端和DHCP服务器实验编址见表。设备IP地址子网掩码默认网关接口目标接口PC1DHCP获取DHCP获取DHCP获取Ethernet0/0/1LSW1:GE0/0/1PC2DHCP获取DHCP获取DHCP获取Ethernet0/0/1LSW1:GE0/0/2PC3DHCP获取DHCP获取DHCP获取Ethernet0/0/1LSW1:GE0/0/3PC4DHCP获取DHCP获取DHCP获取Ethernet0/0/1LSW1:GE0/0/4AR1(AR3260)192.168.1.1255.255.255.0192.168.1.1GE0/0/0LSW1:GE0/0/5搭建DHCP服务器（2）终端PC1上鼠标右键→点击设置，或者双击PC1，在基础配置页面下里将IPV4配置中的DHCP选项勾上，IPV6配置保持不变。配置完毕后，PC1就成为了DHCP客户端，对PC2、PC3、PC4依次执行相同操作。搭建DHCP服务器（3）点击任意终端的命令行模式，如图，输入ipconfig查询该终端的网络信息，除了物理地址（Physicaladdress）是54-89-98-DB-35-24，其他IPV4地址（IPV4address），子网掩码（Subnetmask），网关（Gateway），域名服务器地址(DNSServer)均为空。搭建DHCP服务器（4）双击打开交换机LSW1的指令模式。手动开启GE0/0/1、GE0/0/2、GE0/0/3、GE0/0/4、GE0/0/5这五个千兆口，命令操作如下。搭建DHCP服务器（5）配置路由器，并开启DHCP服务功能。在路由器的Ethernet0/0/0接口开启DHCP，具体配置指令如下。并在执行dhcpselectglobal命令前对路由器的Ethernet0/0/0接口进行抓包，后面可以观察到DHCP客户端与服务器协商的四种数据包。搭建DHCP服务器（6）接着在各终端输入ipconfig指令查看网卡信息，如果DHCP配置无误，如图所示，此时网卡已分配好网络地址、子网掩码、域名服务器地址和网关地址。搭建DHCP服务器（7）最后分析步骤五抓取的DHCP报文。如图5-4-21所示，在过滤栏输入bootp后，DHCPDiscover、DHCPOffer、DHCPRequest和DHCPACK四种协商数据包被完整的过滤出来。结合本任务中DHCP客户端和服务器的交互流程，填写表中的实验结果，观察DHCP服务器是否实现了主机IP地址动态分配的功能。部分习题答案一、选择题1、（单选题）DHCP简称（）。静态主机配置协议B.动态主机配置协议C.主机配置协议D.IP地址应用协议2、（单选题）DHCP服务采用的地址分配方法中，（）种使用了租约的概念。A.自动分配B.动态分配C.手动分配D.默认分配部分习题答案三、实验题核心交换机配置清单：vlanbatch1020intg0/0/1pltptavallintvlanif10ipaddress10.10.10.25424intvlanif20ipaddress20.20.20.25424系统模式下开dhcpenable接口模式