CISCO路由器配置DHCP及中继

1.DHCP简介：

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）即动态主机配置协议，是一种网络管理协议，用于集中对用户IP地址进行动态管理和配置。

1.1DHCP的作用：

DHCP的主要目标是简化网络管理员对于IP地址管理的工作，并提供一种自动化的方式来配置网络设备。通过DHCP，客户端设备可以自动获取IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器等网络配置信息，从而正确连接到网络并进行通信。

1.2DHCP的原理：

DHCP的工作基于“租约”的概念。网络管理员在DHCP服务器上配置了一系列可用的IP地址范围，这些地址将被分配给网络中的设备。当一个设备加入网络时，它会向DHCP服务器发送一个请求，请求分配一个可用的IP地址。DHCP服务器接收到请求后，会从预先配置的地址池中选择一个可用的IP地址，并将其分配给设备。这个分配的IP地址具有一个租期，设备在租约到期之前可以一直使用该IP地址。

1.3DHCP的工作流程：

DHCP的工作流程包括发现阶段（Discover）、提供阶段（Offer）、请求阶段（Request）和确认阶段（Acknowledge）。在发现阶段，设备会向网络中的DHCP服务器发送一个DHCP发现消息，该消息以广播形式发送到整个局域网上的所有DHCP服务器。在提供阶段，DHCP服务器会选择一个IP地址，并将该地址以DHCP提供消息的形式发送回设备。在请求阶段，设备会向其中的一个DHCP服务器发送DHCP请求消息，确认接受该服务器提供的IP地址和配置。在确认阶段，DHCP服务器会发送DHCP确认消息作为响应，确认设备已经获得了分配的IP地址和配置信息。

2.DHCP中继简介：

DHCP中继（也称作DHCP Relay Agent）是一种网络设备或服务，它实现了不同网段间的DHCP服务器和客户端之间的报文交互。

2.1DHCP中继的作用：

DHCP中继承担处于不同网段间的DHCP客户端和服务器之间的中继服务，将DHCP协议报文跨网段透传到目的DHCP服务器，最终使网络上的DHCP客户端可以共同使用一个DHCP服务器。

2.2DHCP中继的工作原理：

当DHCP客户端和DHCP服务器处于不同网段时，由于路由器通常不会转发广播包，因此DHCP客户端无法直接找到DHCP服务器。此时，DHCP中继起到了关键作用。它会接收DHCP客户端发送的DHCP发现报文，并将其转发给DHCP服务器。然后，DHCP服务器会选择一个IP地址，并通过DHCP中继将DHCP提供报文发送回DHCP客户端。这样，DHCP客户端就可以获得所需的IP地址和其他网络配置信息。

2.3DHCP中继的工作流程：

DHCP中继的工作流程相对简单，主要包括以下几个步骤：

首先，DHCP客户端发送DHCP发现报文给DHCP服务器（但由于网段不同，该报文会先被DHCP中继接收）；

然后，DHCP中继将DHCP发现报文转发给位于其他网段上的DHCP服务器；

接着，DHCP服务器根据请求报文中的信息提供必要参数，并发送给DHCP中继；

最后，DHCP中继将配置信息返回给DHCP客户端，完成对客户端的动态配置。

3.实验目的：

DHCP用于自动化地分配和管理IP地址等网络配置信息，而DHCP中继则实现不同网段间的DHCP服务器和客户端之间的通信。

4.实验要求：

实验设备：

• 路由器（两台，用于模拟不同网络段）
• C交换机（用于划分VLAN）
• PC机（作为DHCP客户端）
• DHCP服务器（可以由一台CISCO路由器或专用服务器担任）

相关要求：

1. 在路由器上配置DHCP服务器，为特定VLAN或网络段提供IP地址分配服务。
2. 在需要跨网络段获取IP地址的路由器上配置DHCP中继。
3. 确保PC机能够通过DHCP服务器或中继正确获取IP地址。

配置R1为DHCP服务器，分配地址网段：

192.168.1.0/24，要求排除R1自身地址192.168.1.254以及其他服务器地址192.168.1.251~253

10.0.0.0/8

20.0.0.0/8

配置R2为DHCP中继：

DHCP中继

f0/0：172.16.1.253/16

f0/1.1：10.1.1.254/8

f0/1.2：20.1.1.254/8

vlan 10：f0/2-12

vlan 20：f0/13-24

4.1实验拓扑：

5.具体配置：

5.1配置DHCP服务器：

Router>en
Router#configure t
Router#configure terminal 
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Router(config)#hostname R1

# 配置接口IP
R1(config)#interface f0/0
R1(config-if)#ip address 172.16.1.254 255.255.0.0
R1(config-if)#no shutdown 
R1(config-if)#exit
R1(config)#interface f0/1
R1(config-if)#ip address 192.168.1.254 255.255.255.0
R1(config-if)#no shutdown 
R1(config-if)#exit

# 排除R1自身地址192.168.1.254以及其他服务器地址192.168.1.251~253 
R1(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.251 192.168.1.254

R1(config)#ip dhcp pool vlan1 # 创建地址池为vlan1
R1(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0 # 分配地址网段

# 指定默认网关
R1(dhcp-config)#default-router 192.168.1.254

# 指定DNS服务器
R1(dhcp-config)#dns-server 8.8.8.8
R1(dhcp-config)#exit

R1(config)#ip dhcp pool vlan10 
R1(dhcp-config)#network 10.0.0.0 255.0.0.0
R1(dhcp-config)#default-router 172.16.1.254
R1(dhcp-config)#dns-server 8.8.8.8
R1(dhcp-config)#exit

R1(config)#ip dhcp pool vlan20 
R1(dhcp-config)#network 20.0.0.0 255.0.0.0
R1(dhcp-config)#default-router 172.16.1.254
R1(dhcp-config)#dns-server 8.8.8.8
R1(dhcp-config)#exit

# 开启dhcp服务
R1(config)#service dhcp

# 配置路由
R1(config)#ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 172.16.1.253
R1(config)#ip route 20.0.0.0 255.0.0.0 172.16.1.253

验证是否配置成功： 

5.2配置DHCP中继：

Router>enable 
Router#conf terminal 
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Router(config)#hostname R2

# 配置各类接口IP
R2(config)#interface f0/0
R2(config-if)#ip add 172.16.1.253 255.255.0.0
R2(config-if)#no shutdown

# 开启接口
R2(config)#int f0/1
R2(config-if)#no shutdown 

# 为VLAN 10和VLAN 20创建子接口，并配置封装类型为dot1q（用于VLAN标记）。
R2(config)#interface f0/1
R2(config-if)#int f0/1.1
R2(config-subif)#encapsulation dot1Q 10
R2(config-subif)#ip address 10.1.1.254 255.0.0.0
R2(config-subif)#ip helper-address 172.16.1.254 # 子接口开启dhcp中继，并指定DHCP服务器的IP地址
R2(config-subif)#no shutdown 
R2(config-subif)#exit

R2(config)#interface f0/1.2
R2(config-subif)#encapsulation dot1Q 20
R2(config-subif)#ip address 20.1.1.254 255.0.0.0
R2(config-subif)#ip helper-address 172.16.1.254
R2(config-subif)#no shutdown 
R2(config-subif)#exit

# 配置路由
R2(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 172.16.1.254

5.3配置交换机：

SW1配置相关接口：

Switch>enable 
Switch#conf t
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)#hostname SW1
SW1(config)#vlan 1
SW1(config-vlan)#exit

SW1(config)#int f0/1
SW1(config-if)#switchport mode trunk 
SW1(config-if)#switchport trunk allowed vlan 1
SW1(config-if)#exit

SW1(config)#int f0/2
SW1(config-if)#switchport mode access 
SW1(config-if)#switchport access vlan 1
	
SW1(config-if)#exit

SW2创建vlan 10 和vlan 20：

Switch>enable 
Switch#configure terminal 
Enter configuration commands, one per line.  End with CNTL/Z.
Switch(config)#hostname SW2
SW2(config)#vlan 10
SW2(config-vlan)#name VLAN10
SW2(config-vlan)#exit

SW2(config)#vlan 20
SW2(config-vlan)#name VLAN20
SW2(config-vlan)#exit

将接口分配到valn：

SW2(config)#interface range f0/2 - 12
SW2(config-if-range)#switchport mode access 
SW2(config-if-range)#switchport access vlan 10
SW2(config-if-range)#exit

SW2(config)#interface range f0/13 - 24
SW2(config-if-range)#switchport mode access
SW2(config-if-range)#switchport access vlan 20
SW2(config-if-range)#exit

验证vlan是否配置成功：

 配置trunk接口：

SW2(config)#interface f0/1
SW2(config-if)#switchport mode trunk # 设置接口为Trunk模式
	
SW2(config-if)#switchport trunk allowed vlan all # 配置允许的VLAN
# 可以不配置
SW2(config-if)#switchport trunk encapsulation dot1q # 启用Dot1q封装（通常默认启用）

验证：

6.测试IP分配和连通性：

PC1DHCP请求成功：

PC2DHCP请求成功：

PC3DHCP请求成功：

PC1pingPC2成功：

PC1pingPC3成功：

PC2pingPC3成功：

PC3pingPC1成功：

7.实验总结与收获：

7.1实验收获：

配置DHCP服务器需要根据具体vlan划分合理创建地址池，并且分配合理的网段，设置默认网关和DNS服务器，开启DHCP服务。

配置DHCP中继需要根据具体vlan创建子接口，并且配置封装类型为dot1q，还要开启子接口DHCP中继，并指定DHCP服务器的IP地址。

配置路由器时不要忘记开启接口。

7.2实验总结：

1.实现了VLAN 之间的通信。

2.实现了各VLAN内的主机能够访问路由器连接的主机。

3.实现了DHCP用于自动化地分配和管理IP地址等网络配置信息。

4.DHCP中继则实现不同网段间的DHCP服务器和客户端之间的通信。