一、实验名称

三层交换 + DHCP 服务器 + DHCP 中继综合实验

二、实验原理

1. 基础三层交换原理
2. 三层交换机 SW1 开启ip routing，通过 SVI 接口为 VLAN8/VLAN10/VLAN11/VLAN12 提供网关，实现不同 VLAN 三层互通；VLAN 隔离二层广播域，Trunk 承载多 VLAN 带标签流量。
3. DHCP 基础限制
4. DHCP 客户端发送DHCP Discover为二层广播报文，路由器 / 三层交换机默认不转发跨网段广播，因此不同 VLANPC 无法直接访问远端 DHCP 服务器。
5. DHCP 中继（ip helper-address）核心作用
6. 在三层 SVI 接口配置中继地址，将客户端 DHCP 广播包转为单播报文，跨网段转发至 DHCP 服务器；服务器依靠报文giaddr字段识别客户端所属网段，分配对应网段 IP 地址池。
7. 组网架构分工

• RT5：部署全局 DHCP 服务器，统一为 VLAN10、VLAN11 分配 IP；
• SW1：三层核心交换机，配置 DHCP 中继代理，转发各 VLANDHCP 请求；
• SW3/SW4：二层接入交换机，仅做 VLAN 划分、终端接入，无三层转发、无 DHCP 相关配置；
• PC1/PC2/PC3/PC4：DHCP 客户端，自动获取 IP、网关、DNS。

三、实验拓扑与 IP 规划

1. 设备清单

三层交换机 SW1、二层交换机 SW3、SW4、路由器 RT5（DHCP 服务器）、PC1/PC2/PC3/PC4（DHCP 客户端）

2. 链路连接

1. SW1 Fa0/1 ↔ SW3 Fa0/1 Trunk
2. SW1 Fa0/2 ↔ SW4 Fa0/1 Trunk
3. SW1 Fa0/12 ↔ RT5 E0/0 Access（VLAN12 服务器网段）
4. SW3 Fa0/10=PC2(VLAN10)；SW3 Fa0/11=PC1(VLAN11)
5. SW4 Fa0/10=PC3(VLAN10)；SW4 Fa0/11=PC4(VLAN11)

3. VLAN 规划

• VLAN8：交换机网管网段
• VLAN10：业务网段 1（PC1、PC3）
• VLAN11：业务网段 2（PC2、PC4）
• VLAN12：DHCP 服务器 RT5 专用网段

4. IP 地址分配

设备	所属 VLAN	IP / 掩码	网关
SW1 SVI Vlan8	VLAN8	[192.168.8.129/25](192.168.8.129/25)	无
SW1 SVI Vlan10	VLAN10	[192.168.10.1/24](192.168.10.1/24)（网关）	无
SW1 SVI Vlan11	VLAN11	[192.168.11.1/24](192.168.11.1/24)（网关）	无
SW1 SVI Vlan12	VLAN12	[192.168.12.1/24](192.168.12.1/24)（服务器网关）	无
SW3 网管	VLAN8	[192.168.8.130/25](192.168.8.130/25)	[192.168.8.129](192.168.8.129)
SW4 网管	VLAN8	[192.168.8.131/25](192.168.8.131/25)	[192.168.8.129](192.168.8.129)
RT5 DHCP 服务器	VLAN12	[192.168.12.200/24](192.168.12.200/24)	[192.168.12.1](192.168.12.1)
PC1/PC2/PC3/PC4	VLAN10/11	DHCP 自动获取	对应 SVI 网关

四、实验任务与目标

1. 完成基础三层交换全网互通，实现二层 VLAN 隔离、三层跨网段通信；
2. 在路由器 RT5 部署全局 DHCP 地址池，分别为 VLAN10、VLAN11 分配地址；
3. 在三层交换机 SW1 的 Vlan10、Vlan11 接口配置 DHCP 中继ip helper-address；
4. 所有 PC 自动获取对应网段 IP、默认网关、DNS 服务器；
5. 掌握 DHCP 服务器地址池、排除静态地址、中继代理全套命令；
6. 梳理 PC 获取 IP 完整 DHCP 广播→中继单播交互流程；
7. 掌握 DHCP 排错查看命令，区分无地址池、中继未配置、路由不通三类故障。

五、设备通用标准化基础配置（SW1/SW3/SW4/RT5 通用）

enable

configure terminal

hostname SW1 // SW3/SW4/RT5替换对应设备名

no ip domain-lookup

line console 0

logging synchronous

no login

privilege level 15

line vty 0 4

no login

privilege level 15

exit

命令逐句解释

1. enable：进入特权模式，拥有查看、调试权限；
2. configure terminal：进入全局配置模式，修改设备参数；
3. hostname XXX：修改设备标识，区分多台设备；
4. no ip domain-lookup：关闭域名解析，输错命令不卡顿；
5. line console 0：配置本地串口调试口，免密、最高权限；
6. line vty 0 4：开启 5 条 Telnet 远程通道，免密登录。

六、二层全局 VLAN 与 STP 配置（SW1/SW3/SW4）

6.1 批量创建 VLAN

conf t

vtp mode transparent

vlan 8-20

exit

• vtp mode transparent：VTP 透明模式，本地创建 VLAN，不与其他交换机同步，避免 VLAN 冲突；
• vlan 8-20：一次性创建 8~20 全部连续 VLAN，简化配置。

6.2 SW1 配置全网 STP 根网桥

spanning-tree vlan 1-4094 root primary

将 SW1 设为所有 VLAN 主根桥，自动阻塞冗余 Trunk 链路，消除二层环路、防止广播风暴。

七、Trunk 干道链路配置（交换机互联）

7.1 SW1 ↔ SW3 Trunk

SW1：

int fa0/1

switchport trunk encapsulation dot1q

switchport mode trunk

switchport trunk allowed vlan all

exit

SW3：

int fa0/1

switchport mode trunk

switchport trunk allowed vlan all

exit

7.2 SW1 ↔ SW4 Trunk

SW1：

int fa0/2

switchport trunk encapsulation dot1q

switchport mode trunk

switchport trunk allowed vlan all

exit

SW4：

int fa0/1

switchport mode trunk

switchport trunk allowed vlan all

exit

关键命令说明

1. switchport trunk encapsulation dot1q：三层交换机必须指定 802.1Q 标签封装；二层交换机 2950 无需；
2. switchport mode trunk：强制接口为干道，承载多 VLAN 带标签流量；
3. switchport trunk allowed vlan all：允许全部 VLAN 跨交换机传输。

Trunk 验证命令

show interfaces trunk

show interfaces fa0/x switchport

八、Access 接入端口配置（接 PC、服务器）

8.1 SW3 接入 PC 端口

int fa0/10

switchport mode access

switchport access vlan 10

int fa0/11

switchport mode access

switchport access vlan 11

exit

8.2 SW4 接入 PC 端口

int fa0/10

switchport mode access

switchport access vlan 10

int fa0/11

switchport mode access

switchport access vlan 11

exit

8.3 SW1 接入 DHCP 服务器 RT5

int fa0/12

switchport mode access

switchport access vlan 12

exit

Access 命令解释

switchport mode access：终端接入模式，数据无 802.1Q 标签；

switchport access vlan X：端口固定归属单一 VLAN。

九、二层交换机 SW3/SW4 网管配置

interface vlan 8

ip address 192.168.8.130 255.255.128.0

no shutdown

exit

ip default-gateway 192.168.8.129

1. interface vlan 8：二层交换机虚拟管理接口，配置网管 IP 用于 Telnet；
2. no shutdown：开启 Vlanif 三层接口；
3. ip default-gateway：二层交换机无路由功能，跨网段访问需指向三层核心 SW1。

十、三层交换机 SW1 基础 SVI 路由配置（实验底层）

ip routing

! 网管VLAN8网关

interface vlan 8

ip address 192.168.8.129 255.255.128.0

no shutdown

exit

! VLAN10业务网关

interface vlan 10

ip address 192.168.10.1 255.255.0.0

no shutdown

exit

! VLAN11业务网关

interface vlan 11

ip address 192.168.11.1 255.255.0.0

no shutdown

exit

! VLAN12服务器网关

interface vlan 12

ip address 192.168.12.1 255.255.0.0

no shutdown

exit

核心命令释义

1. ip routing：全局开启三层路由转发，无此命令跨 VLAN 完全不通；
2. interface vlan X：SVI 交换虚拟接口，作为对应 VLAN 所有终端默认网关；
3. SVI Up 三大条件：VLAN 已创建、存在 Up 的该 VLAN 端口、接口 no shutdown。

SW1 三层查看排错命令

show ip interface brief

show ip route

show ip arp

show mac-address-table dynamic

show running-config

十一、路由器 RT5 DHCP 服务器完整配置（重点）

interface Ethernet 0/0

ip address 192.168.12.200 255.255.0.0

no shutdown

exit

! 默认路由指向三层交换机，保证回程可达

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.12.1

! 全局开启DHCP服务

service dhcp

! 创建VLAN10地址池

ip dhcp pool vlan10

network 192.168.10.0 255.255.0.0

default-router 192.168.10.1

dns-server 202.103.96.68

exit

! 创建VLAN11地址池vnm

ip dhcp pool vlan11

network 192.168.11.0 255.255.0.0

default-router 192.168.11.1

dns-server 202.103.96.68

exit

! 静态保留地址排除（网关、服务器、固定设备不分配给PC）

ip dhcp excluded-address 192.168.10.1 192.168.10.150

ip dhcp excluded-address 192.168.11.1 192.168.11.150

DHCP 服务器命令逐行详解

1. service dhcp：全局开启路由器 DHCP 服务，关闭则无法分配地址；
2. ip dhcp pool vlan10：创建名为 vlan10 的地址池，进入地址池配置模式；
3. network 网段 掩码：定义该地址池可分配的 IP 网段；
4. default-router：下发给客户端的默认网关（对应 SW1 SVI 地址）；
5. dns-server：下发 DNS 解析服务器地址；
6. ip dhcp excluded-address 起始 结束：排除静态占用 IP，避免地址冲突（网关、服务器、打印机等固定设备）；
7. ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.12.1：DHCP 服务器回复报文需要回程路由，否则无法回包给客户端。

十二、三层交换机 SW1 DHCP 中继配置（核心实验步骤）

! 全局开启DHCP转发能力

service dhcp

! 开启Option82中继信息（运营商/企业规范配置）

ip dhcp relay information option

! VLAN10接口配置中继，指向DHCP服务器IP

interface vlan 10

ip helper-address 192.168.12.200

exit

! VLAN11接口配置中继

interface vlan 11

ip helper-address 192.168.12.200

exit

DHCP 中继核心命令详解

1. service dhcp：三层交换机开启 DHCP 报文转发功能，中继必须开启；
2. ip dhcp relay information option：启用 Option82，标记客户端接入端口，用于安全管控；
3. ip helper-address 192.168.12.200：DHCP 中继关键命令

1. 作用：本 VLAN 收到 DHCP 广播后，封装为单播发送至该 IP（RT5 服务器）；
2. 报文自动填充giaddr= 本 SVI 接口 IP，DHCP 服务器依靠 giaddr 匹配对应地址池；
3. 仅需在客户端所属 VLAN 的 SVI 接口配置，服务器 VLAN 无需配置中继。

十三、PC 获取 IP 完整通信流程（PC1 VLAN11 举例）

1. PC1 无 IP，发送源 68、目的 67 广播DHCP Discover；
2. SW3 二层转发广播，打上 Tag11 上传 SW1；
3. SW1 Vlan11 接口收到广播，识别 DHCP 报文，触发ip helper-address中继；
4. 中继代理修改报文：源 IP 改为 [192.168.11.1](192.168.11.1)（giaddr），目的改为单播 [192.168.12.200](192.168.12.200)，三层转发给 RT5；
5. RT5 收到单播，读取 giaddr=[192.168.11.1](192.168.11.1)，匹配 vlan11 地址池；
6. RT5 生成DHCP Offer单播回发给 SW1 的 Vlan11 接口 IP；
7. SW1 收到回复，转为二层广播下发 VLAN11 所有端口，PC1 接收 Offer；
8. PC1 发送DHCP Request广播，再次经中继转发至服务器；
9. RT5 回复DHCP ACK，下发 IP、网关、DNS，PC1 完成地址获取。

十四、连通性与 DHCP 测试结果

1. PC 自动获取地址：
   1. VLAN10 PC：[192.168.10.151](192.168.10.151)~254，网关 [192.168.10.1](192.168.10.1)；
   2. VLAN11 PC：[192.168.11.151](192.168.11.151)~254，网关 [192.168.11.1](192.168.11.1)；
2. 全网互通：所有 PC、交换机网管、DHCP 服务器互相 ping 通；
3. 同 VLAN 二层互通，跨 VLAN 经 SW1 三层 SVI 路由转发；
4. 远程管理：PC 可 Telnet 登录 SW3、SW4 网管地址。

十五、DHCP 常见故障排查

1. PC 无法获取 IP
   1. 故障 1：SW1 未配置ip helper-address，DHCP 广播无法跨网段；
   2. 故障 2：RT5 缺少对应网段 ip dhcp pool 地址池；
   3. 故障 3：未配置ip dhcp excluded-address导致地址池耗尽；
   4. 故障 4：RT5 无默认路由，Offer 报文无法回程；
   5. 故障 5：SVI 接口 shutdown、Trunk 链路 down。
2. 获取 IP 但无法上网 / 访问服务器

1. 排查三层路由：show ip route确认所有网段直连；
2. 排查中继接口 SVI 是否 up/up。

DHCP 专用查看命令

show ip dhcp pool // 查看服务器地址池

show ip dhcp binding // 查看已分配客户端IP与MAC

show running-config | include helper // 检查中继配置

十六、实验总结

1. VLAN 隔离二层广播，跨 VLAN 通信必须依靠三层交换机 SVI 接口 +ip routing；
2. DHCP 广播无法跨三层网段，必须部署 DHCP 中继ip helper-address，将广播转单播；
3. DHCP 服务器依靠报文giaddr字段区分客户端网段，分配对应地址池；
4. 配置要点：服务器需配置地址池 + 排除静态地址 + 默认回程路由；三层交换机客户端 VLAN SVI 配置中继地址；
5. 单台集中 DHCP 服务器搭配 DHCP 中继是企业局域网标准部署方案，无需每个网段单独架设 DHCP 服务器，降低运维成本。