DHCP 技术

一、课程学习目标

1. 掌握 DHCP 基础原理、核心特点

2. 掌握 DHCP 三种 IP 地址分配方式

3. 熟练掌握客户端获取 IP 完整四步流程、租期续租机制

4. 理解 DHCP 中继工作原理与跨网段部署逻辑

5. 掌握锐捷设备中 DHCP 服务器、DHCP 中继完整配置命令与排错查看命令

二、动态 IP 地址分配业务需求

1. 需动态分配 IP 的终端类型

台式主机、笔记本、无线 WiFi 终端、移动便携设备等大量终端。

2. 手工静态配置 IP 的痛点

1. 网络规模扩大、VLAN / 网段增多，逐台配置 IP、子网掩码、网关、DNS 工作量巨大；

2. 人员移动、设备频繁上下线，IP 地址变更频繁，极易出现IP 地址冲突；

3. 无统一管理入口，IP 资源分配混乱，地址利用率低。

三、DHCP 基础概念与应用场景

1. DHCP 定义

DHCP 全称Dynamic Host Configuration Protocol（动态主机配置协议），属于应用层协议，基于 C/S 客户端 / 服务器架构，由 BOOTP 协议迭代升级而来。

• Client（客户端）：主机、无线终端，自动请求 TCP/IP 全套网络参数；

• Server（服务器）：网关、三层交换机、专用服务器，统一下发 IP、掩码、网关、DNS、租期等配置。

2. 典型应用场景

校园网（宿舍区、办公楼、服务器区）、企业内网、商场公共 WiFi、多 VLAN 分层大型局域网，所有终端数量多、设备频繁移动的网络环境。

四、DHCP 四大核心作用

1. 即插即用

   终端无需人工填写任何网络参数，接入网线 / WiFi 自动获取 IP，大幅降低终端运维工作量。

2. 集中统一管理

   全网所有 IP 地址池、网关、DNS、租期规则全部由 DHCP 服务器统一管控，管理员集中维护。

3. 提升 IP 地址利用率

   通过 IP 租期机制，闲置终端到期自动释放 IP，少量 IP 地址池可支撑大量浮动在线终端，避免静态 IP 长期占用资源。

4. 支持跨网段分配（DHCP 中继）

   借助路由器 / 三层交换机 DHCP 中继功能，单台 DHCP 服务器可为多个不同子网 / VLAN 提供地址分配，无需每个网段单独部署 DHCP 服务器，节约硬件成本。

五、DHCP 三种 IP 地址分配方式

1. 自动分配（Automatic Allocation）

• 机制：服务器永久分配固定 IP 给客户端，等同于自动完成 IP-MAC 绑定；

• 适用场景：需要设备每次上线都获取固定 IP 的终端（监控、固定工位办公主机）。

2. 动态分配（Dynamic Allocation，最常用）

• 机制：服务器下发带租期限制的临时 IP，租期到期前客户端需主动续租，超时未续租则回收 IP；

• 适用场景：在线终端数量小于地址池总容量，宿舍、办公区、公共 WiFi 等大量流动终端场景。

3. 手工分配（Manual Allocation，静态绑定）

• 机制：管理员手动录入终端 MAC 地址与指定 IP，服务器识别 MAC 后固定分配预设 IP；

• 适用场景：服务器、核心业务主机、固定办公设备，需要永久固定内网 IP 的设备。

六、DHCP 八大标准协议报文及功能

1. DHCP Discover（发现报文）

   客户端广播发送，全网寻找可用 DHCP 服务器，所有收到报文的 DHCP 服务器都会响应 Offer。

2. DHCP Offer（提供报文）

   服务器收到 Discover 后单播 / 广播回复，携带可用 IP、子网掩码、网关、DNS 等配置参数，告知客户端自身可提供地址分配服务。

3. DHCP Request（请求报文）

   客户端收到多条 Offer 后，选择最先收到的服务器，广播发送 Request 报文，正式申请使用该服务器提供的 IP；续租时会单播发送。

4. DHCP ACK（确认报文）

   服务器收到合法 Request 后回复，正式下发 IP 完整配置，客户端拿到报文后完成 IP 配置。

5. DHCP NAK（否定确认）

   服务器无法分配 IP 时回复（地址池耗尽、地址冲突、网段不匹配），告知客户端获取地址失败。

6. DHCP Release（释放报文）

   客户端主动下线时发送，通知服务器释放当前占用 IP，服务器立即回收该地址。

7. DHCP Decline（拒绝报文）

   客户端收到 ACK 分配 IP 后，检测发现 IP 地址冲突，发送 Decline 告知服务器该 IP 不可使用，服务器重新回收。

8. DHCP Inform（信息查询报文）

   客户端仅需要补充 DNS、网关等扩展参数，不申请新 IP 时发送，服务器返回配套网络配置。

七、DHCP 客户端完整工作流程（四阶段）

阶段 1：发现阶段

客户端无 IP，全网广播 DHCP Discover，寻找局域网内所有 DHCP 服务器。

阶段 2：提供阶段

网络内所有 DHCP 服务器收到 Discover，分别回复 DHCP Offer，各自携带可分配 IP 资源。

阶段 3：请求阶段

客户端只保留最先到达的 Offer，广播发送 DHCP Request，明确告知全网服务器选择其中一台服务器分配 IP。

阶段 4：确认阶段

被选中的服务器发送 DHCP ACK，下发完整 TCP/IP 参数；其余未选中服务器收到 Request 后，放弃本次地址分配。

八、IP 租期续租机制（动态分配核心规则）

默认租期由管理员自定义，客户端分两个时间节点发起续租：

1. 租期 50% 节点

   客户端单播向原分配 IP 的 DHCP 服务器发送 Request 续租；收到 ACK 则刷新租期，正常使用 IP。

2. 租期 87.5% 节点

   若 50% 时未收到服务器回应，客户端改为广播发送 Request，向全网任意 DHCP 服务器申请续租；收到任意服务器 ACK 即可更新租期。

3. 租期完全过期

   两次续租均无服务器响应，客户端释放当前 IP，重新执行完整四步流程获取新地址。

九、DHCP 中继（DHCP Relay）

1. 部署背景

DHCP Discover 是广播报文，广播无法跨三层路由器 / 三层交换机转发；若每个网段单独部署 DHCP 服务器成本高、管理分散，因此引入 DHCP 中继。

2. 组成角色

1. DHCP 客户端：各 VLAN / 子网终端；

2. DHCP 中继设备：三层交换机、路由器，负责转发 DHCP 广播报文；

3. DHCP 服务器：集中部署在核心网段，统一为所有子网分配 IP。

3. 中继完整工作流程

1. 客户端广播 DHCP Discover；

2. 中继设备收到广播报文，将报文封装为单播报文，转发至远端 DHCP 服务器；

3. DHCP 服务器单播回复 DHCP Offer 给中继；

4. 中继将 Offer 转为广播，下发至客户端；

5. 客户端广播 DHCP Request，中继再次封装单播转发服务器；

6. 服务器回复 ACK/NAK，经中继广播送达客户端。

十、锐捷设备 DHCP 实战配置案例

案例 1：路由器作为单网段 DHCP 服务器

需求说明

1. 内网网段 192.168.1.0/24，IP 租期 3 小时；

2. 默认网关为路由器 LAN 口 192.168.1.254，DNS 服务器 8.8.8.8；

3. 排除静态设备 IP：FTP 服务器 192.168.1.1、网关 192.168.1.254；

4. 终端 B MAC 地址 047d.7b8e.5db0，固定分配 192.168.1.100。

完整配置命令

1. 全局开启 DHCP 功能

ruijie(config)#service dhcp

1. 创建动态地址池 dynamic

ruijie(config)#ip dhcp pool dynamic
ruijie(dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0
ruijie(dhcp-config)#default-router 192.168.1.254
ruijie(dhcp-config)#lease 0 3 0
ruijie(dhcp-config)#dns-server 8.8.8.8
ruijie(dhcp-config)#exit

1. 排除静态占用 IP（不参与自动分配）

ruijie(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.1
ruijie(config)#ip dhcp excluded-address 192.168.1.254

1. 创建静态绑定地址池，绑定终端 B MAC 与固定 IP

ruijie(config)#ip dhcp pool static-clientB
ruijie(dhcp-config)#host 192.168.1.100 255.255.255.0
ruijie(dhcp-config)#hardware-address 047d.7b8e.5db0

DHCP 查看验证命令

1. 查看 IP 地址绑定表

Ruijie#show ip dhcp binding

字段说明：

• IP address：分配给客户端的 IP；

• Client-Identifier/Hardware address：终端 MAC 硬件地址；

• Lease expiration：租期剩余时间，Infinite 代表永久静态绑定；

• Type：Automatic 动态分配、Manual 手工静态绑定。

1. 查看 DHCP 服务器统计报文

Ruijie#show ip dhcp server statistics

统计内容：已分配地址数量、地址池总数、自动 / 手动绑定数量、过期地址、各类 DHCP 报文收发计数。

案例 2：跨 VLAN DHCP 中继配置

网络架构

• 路由器：DHCP 服务器，地址 10.1.1.1；

• 三层交换机：DHCP 中继，划分 VLAN10、VLAN20；

• VLAN10 网段 172.16.10.0/24，网关 172.16.10.254；

• VLAN20 网段 172.16.20.0/24，网关 172.16.20.254；

• 两个 VLAN 租期均 3 小时，DNS 统一 8.8.8.8。

1. DHCP 路由器服务端配置

Router(config)#service dhcp
//VLAN10地址池
Router(config)#ip dhcp pool vlan10
Router(dhcp-config)#network 172.16.10.0 255.255.255.0
Router(dhcp-config)#default-router 172.16.10.254
Router(dhcp-config)#dns-server 8.8.8.8
Router(dhcp-config)#lease 0 3 0
Router(dhcp-config)#exit
//VLAN20地址池
Router(config)#ip dhcp pool vlan20
Router(dhcp-config)#network 172.16.20.0 255.255.255.0
Router(dhcp-config)#default-router 172.16.20.254
Router(dhcp-config)#dns-server 8.8.8.8
Router(dhcp-config)#lease 0 3 0
Router(dhcp-config)#exit
//排除两个VLAN网关IP
Router(config)#ip dhcp excluded-address 172.16.10.254
Router(config)#ip dhcp excluded-address 172.16.20.254

2. 三层交换机 DHCP 中继配置

L3-Switch(config)#service dhcp
//指定远端DHCP服务器IP
L3-Switch(config)#ip help-address 10.1.1.1

3. 验证命令

Router# show ip dhcp binding

可查看 VLAN10、VLAN20 终端分别获取的网段 IP、MAC、租期信息。