DHCP在多层交换机交换网络中的设计与应用

2018-01-04谭程宏卢雪松

电脑知识与技术 2018年30期

谭程宏卢雪松

摘要：DHCP是当前主流的主机动态获取IP地址的协议，多层交换机交换网络是性价比高的网络构架。本论文通过利用多层交换机充当DHCP中继代理技术，对局域网中的终端设备实现动态IP地址的管理和分配，节约人力和物力，实现统一管理，提高工作效率。

关键词：多层交换机交换网络；DHCP

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）30-0050-02

随着信息化的发展，网络的不断扩大，手动为网络中的接入设备配置静态IP地址的工作显得越来越庞大、烦琐；由于手误、精力不足等使得IP地址及子网掩码输入错误；同一IP地址被分配给多个用户，产生地址冲突等问题；都使接入端的各种设备不能正常连入Internet。

动态主机配置协议DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）是一个工作在客户端/服务器端（C/S）的模式下、基于TCP/IP标准的管理及分配IP地址的协议。

DHCP的引入，成功的避免了上述手动配置网络中接入设备IP地址所带来的问题，无需网络管理员的干涉，提高了工作效率。

1 DHCP的工作原理

DHCP分为两个部分，服务器端和客户端。局域网中，DHCP服务器集中管理所有设备的IP地址设定资料，处理与响应DHCP客户端的请求；而DHCP客户端会选择并使用从DHCP服务器中分配下来的地址。如图所示：

⑴需要IP地址的客户端向服务器以广播的方式发送DHCPDISCOVER发现报文。其中，DHCPDISCOVER发现报文中目的IP地址为255.255.255.255。

⑵所有收到DHCPDISCOVER报文的服务器都会发出DHCPOFFER提供报文。

⑶客户端收到DHCPOFFER提供报文后，从这些服务器中选一个，并向此服务器发送DHCPREQUEST请求报文。

⑷被选中的服务器收到DHCPREQUEST请求报文后，发送DHCPACK确认报文，成为已绑定状态。

⑸当客户端不需要再续约时，向DHCP服务器发送DHCPRELEASE释放报文。

但实际的网络中，假设每个网络中都设置DHCP服务器时，DHCP服务器的数量就会很多，如果某台服务器把其他服务器已经租赁出去的IP地址再重新租赁，就会造成网络地址的冲突。因此，中引入DHCP中继代理功能，使网络中的客户端使用DHCP中继代理去动态获取IP地址。如图，DHCP中继管理它所在网络中的DHCP客户端，由它负责向服务器发送、接受并获取IP地址信息。

⑴客户端以广播的方式发送的DHCPDISCOVER发现报文给DHCP中继，中继再以单播的方式向服务器发送此报文，并等待服务器的应答。

⑵DHCP中继收到服务器的DHCPACK后，再把此报文发给DHCP客户端。

2 实验模拟企业网络运营

模拟的企业网络中运用DHCP协议，必要要求网络中的设备支持DHCP协议，只存在一个DHCP服务器，且DHCP服务器不能跨越多层交换机与客户主机通信。

实验拓扑如图，DHCP SERVER充当DHCP服务器角色，IP地址100.100.100.1/24。多层交换机SW1作为DHCP中继代理。

主机pc0和pc1分别为企业中2、3网段的主机代表，主机pc0、pc1需获得的网段分别为192.168.2.0/24和192.168.3.0/24。

关键代码配置：

Sw1（config）#vlan 2

Sw1（config）#vlan 3

Sw1（config）#interface f0/2

Sw1（config-if）#no switchport

Sw1（config-if）#ip address 100.100.100.2 255.255.255.0