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思科路由器上DHCP帮助地址的配置

来源: www.luyouqiwo.com| 2013-08-12 19:08

DHCP是基于广播和单播工作的,至少客户端发出的discover消息肯定是广播,因为它要寻找网络中的DHCP服务器,都知道是隔断网络 广播的三层设备,那么,位于不同接口上的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。此时,在这 种跨网段的DHCP部署环境中,提出一种概念叫做中继代理(Relay Agent),在思科的IOS中叫帮助地址(Helper address)它能帮助DHCP客户端跨越路由器申请IP地址及其它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。关 于DHCP中继代理的工作原理如下图9.23所示。

第一步: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,但是,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。
第二步: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,这里所谓指定的DHCP服务器,事实上,就是在中继路由器上申明了谁 是DHCP服务器,比如申明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方式把Discover消息发送到DHCP服务器,因为中继明确的知道它该向哪台DHCP服务器进 行申请,
第三步:DHCP服务器会以单播的方式回应中继的Discover消息,并发送Offer消息,该消息中包括了DHCP可以给中继提供的机会 IP(192.168.5.2),关于DHCP服务器提供给中继的Offer消息如下图9.24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服务器向中继提供机会IP(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它,它的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,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, 确保中继能成功的得到这个Offer消息,关于这个过程可以通过如下图9.25所示的数据帧证实。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提供的IP地址通常都不是本地子网的IP地址范围,ARP不能穿越路由器工 作。


第四步: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方式发送,这与本地子网上DHCP的工作原理不同,在本地子网上 的这个过程应该是以广播的形式进行发送,而在中继的环境中,中继以单播发送,因为在这种情况下,通信双方是很明确的,不可能存在有其它的DHCP服务器向 中继提供IP,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;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,因为它不会自作多情。
第五步: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,前面已经描述了原因,这里不再重复描述。
第六步:事实上述第二步到第五步对于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的中继成功的从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的客户端可以提供给它 的IP地址,注意,此时中继就无需再检测该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三步中已经做了检测。
第七步: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,为什么是会以广播形式发送,在标准的DHCP环境已经有明确说明。
第八步: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,申明租约正式生效,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。然后 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地址及其它TCP/IP属性,它只是代理DHCP客户端向DHCP服务器做申请,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。

演示:思科路由器上DHCP帮助地址的配置

演示目标:
n配置思科的帮助地址,为分隔的广播域完成DHCP的地址申请。
n在一台路由器上配置多个DHCP地址池,为不同的VLAN分配相应的IP地址段。
演示环境:如下图 9.26所示的演示环境。

演示背景:企业网络管理员为了集中的配置和管理DHCP服务,它将不同子网的IP地址池配置到了一台思科的路由器(R1)上,现在要求根据实际环 境,让路由器R1成功的为VLAN2、VLAN3,远程子网192.168.5.0的主机动态的分配IP地址及相关的TCP/IP参数。

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