DHCP原理
DHCP客户端通过和DHCP服务器的交互通讯以获得IP地址租约。为了从DHCP服务器获得一个IP地址，在标准情况下DHCP客户端和DHCP服务器之间会进行四次通讯。DHCP协议通讯使用端口UDP67（服务器端）和UDP68（客户端）进行通讯，UDP68端口用于客户端请求，UDP67用于服务器响应，并且大部分DHCP协议通讯使用广播进行。
DHCP客户端和DHCP服务器的这四次通讯过程：
1、DHCPDISCOVER
当DHCP客户端处于以下三种情况之一时，触发DHCPDISCOVER广播消息：
1）当TCP/IP协议作为DHCP客户端（自动获取IP地址）进行初始化（DHCP客户端启动、启用网络适配器或者连接到网络时）；
2）DHCP客户端请求某个IP地址被DHCP服务器拒绝，通常发生在已获得租约的DHCP客户端连接到不同的网络中；
3）DHCP客户端释放已有租约并请求新的租约。
此时，DHCP客户端发起DHCPDISCOVER广播消息，向所有DHCP服务器获取IP地址租约。此时由于DHCP客户端没有IP地址，因此在数据包中，使用0.0.0.0作为源IP地址，然后广播地址...作为目的地址。在此请求数据包中同样会包含客户端的MAC地址，以便DHCP服务器进行区分。
如果没有DHCP服务器答复DHCP客户端的请求，DHCP客户端在等待1秒后会再次发送DHCPDISCOVER广播消息。除了第一个DHCPDISCOVER广播消息外，DHCP客户端还会发出三个DHCPDISCOVER广播消息，等待时延分别为9秒、13秒和16秒加上一个长度为0～毫秒之间的随机时延。如果仍然无法联系DHCP服务器，则认为自动获取IP地址失败，默认情况下将随机使用APIPA（自动专有IP地址，..0.0/16）中定义的未被其他客户使用的IP地址，子网掩码为..0.0，但是不会配置默认网关和其他TCP/IP选项，因此只能和同子网的使用APIPA地址的客户端进行通讯。
2、DHCPOFFER
所有接收到DHCP客户端发送的DHCPDISCOVER广播消息的DHCP服务器会检查自己的配置，如果具有有效的DHCP作用域和富余的IP地址，则DHCP服务器发起DHCPOFFER广播消息来应答发起DHCPDISCOVER广播的DHCP客户端，此消息包含以下内容：
客户端MAC地址；DHCP服务器提供的客户端IP地址；DHCP服务器的IP地址；DHCP服务器提供的客户端子网掩码；其他作用域选项，例如DNS服务器、网关、WINS服务器等；租约期限等。因此DHCP客户端没有IP地址，所以DHCP服务器同样使用广播进行通讯：源IP地址为DHCP服务器的IP地址，而目的IP地址为...。同时，DHCP服务器为此客户保留它提供的IP地址，从而不会为其他DHCP客户分配此IP地址。如果有多个DHCP服务器给予此DHCP客户端回复DHCPOFFER消息，则DHCP客户端接受它接收到的第一个DHCPOFFER消息中的IP地址。
3、DHCPREQUEST
当DHCP客户端接受DHCP服务器的租约时，它将发起DHCPREQUEST广播消息，告诉所有DHCP服务器自己已经做出选择，接受了某个DHCP服务器的租约。
在此DHCPREQUEST广播消息中包含了DHCP客户端的MAC地址、接受的租约中的IP地址、提供此租约的DHCP服务器地址等，所有其他的DHCP服务器将收回它们为此DHCP客户端所保留的IP地址租约，以给其他DHCP客户端使用。
此时由于没有得到DHCP服务器最后确认，DHCP客户端仍然不能使用租约中提供的IP地址，所以在数据包中仍然使用0.0.0.0作为源IP地址，广播地址...作为目的地址。
4、DHCPACK
提供的租约被接受的DHCP服务器在接收到DHCP客户端发起的DHCPREQUEST广播消息后，会发送DHCPACK广播消息进行最后的确认，在这个消息中同样包含了租约期限及其他TCP/IP选项信息。
如果DHCP客户端的操作系统为Windows版本，当DHCP客户端接收到DHCPACK广播消息后，会向网络发出三个针对此IP地址的ARP解析请求以执行冲突检测，确认网络上没有其他主机使用DHCP服务器提供的IP地址，从而避免IP地址冲突。如果发现该IP已经被其他主机所使用（有其他主机应答此ARP解析请求），则DHCP客户端则会广播发送（因为它仍然没有有效的IP地址）DHCPDECLINE消息给DHCP服务器拒绝此IP地址租约，然后重新发起DHCPDISCOVER进程。此时，在DHCP服务器管理控制台中，会显示此IP地址为BAD_ADDRESS。
如果没有其他主机使用此IP地址，则DHCP客户端的TCP/IP使用租约中提供的IP地址完成初始化，从而可以和其他网络中的主机进行通讯。至于其他TCP/IP选项，如DNS服务器和WINS服务器等，本地手动配置将覆盖从DHCP服务器获得的值。
5、租约续约
DHCP服务器将IP地址提供给DHCP客户端时，会包含租约的有效期。除了租约期限外，还具有两个时间值T1和T2，其中T1定义为租约期限的一半，而T2定义为租约期限的的7/8。当到达T1定义的时间期限时，DHCP客户端会向提供租约的原始DHCP服务器发起DHCPREQUEST请求对租约进行更新，如果DHCP服务器接受此请求则回复DHCPACK消息，包含更新后的租约期限；如果DHCP服务器不接受DCHP客户端的租约更新请求（例如此IP已经从作用域中去除），则向DHCP客户端位于回复DHCPNACK消息，此时DHCP客户端立即发起DHCPDISCOVER进程以寻求IP地址。如果DHCP客户端没有从DHCP服务器得到任何回复，则继续使用此IP地址直到到达T2定义的时间限制。此时，DHCP客户端再次向提供租约的原始DHCP服务器发起DHCPREQUEST请求对租约进行更新，如果仍然没有得到DHCP服务器的回复则发起DHCPDISCOVER进程以寻求IP地址。
6、DHCP中继（DHCPRELAY）
DHCP租约过程是靠广播发送信息的，这就产生一个问题，如果给多个网段动态分配IP地址如何规划DHCP服务呢？是每个网段都配置1台DHCP服务器（由于网段之间的路由器是隔离广播的）呢，还是有别的办法？下面介绍DHCP服务器借助DHCP中继代理给多个网段动态分配IP地址。
1)DHCP客户机申请IP租约，发送DHCPDISCOVER包。
2)中继代理收到该包，并转发给另一个网段的DHCP服务器。
3)DHCP服务器收到该包，将DHCPOFFER包发送给中继代理。
4)中继代理将地址租约（DHCPOFFER）转发给DHCP客户端。
接下来的过程，DHCPREQUEST包从客户机通过中继代理转发到DHCP服务器，DHCPACK消息从服务器通过中继代理转发到客户机。
注意事项
1、CN、CN、CN、CN（CNPC-V-H除外）不支持DHCPSERVER，但支持DHCPRELAY特性。上述系列设备VPC+HSRP组网开启DHCPRELAY功能时，两台设备都需要配置DHCPRELAY功能。
2、SC、CNPC-V-H、CN、S、S、SE、S、S、S、SL、S、S、S等系列交换机；IR（IR-E20除外）系列路由器DHCPSERVER、DHCPRELAY特性均支持。
3、DHCPRELAY功能建议在最靠近DHCPCLIENT的设备上三层接口上使用，以达到精确定位用户位置的目的。
DHCPSERVER(RELAY)配置方式
1、CN、CN、CN、CN、CN（CNPC-V-H除外）系列DHCPRELAY配置
Switch(config)#featuredhcp
//开启DHCPFEATURE
Switch(config)#ipdhcprelay
//开启DHCP中继功能
Switch(config)#interfacevlan10
Switch(config-if)#ipaddress...1/24
//SVI接口及地址配置
Switch(config-if)#ipdhcprelayaddress..1.
//指向DHCP中继服务器地址
状态查看：
Switch#showipdhcprelay
DHCPrelayserviceisenabled
Insertionofoption82isdisabled
option82suboptioncircuitidcustomizeisdisabled
InsertionofVPNsuboptionsisdisabled
Insertionofciscosuboptionsisdisabled
Helperaddressesareconfiguredonthefollowinginterfaces:
InterfaceRelayAddressVRFName
----------------------------------
Vlan10..1.
备注：
Interface为当前设备开启中继功能的接口。RelayAddress为DHCP中继服务器的地址。
2、SC系列交换机配置方式
①.DHCPSERVER配置：
配置DHCPSERVER的Vlan-interface接口的IP地址。
Switch(config)#dhcpenable
//开启DHCP服务
Switch(config)#interfacevlan
Switch(config-vlan-)#ipaddress..1./24
//SVI接口及地址配置
Switch(config-vlan-)#ipdhcpserver
//接口下启用DHCP服务
配置地址池1：地址池范围、有效期，并配置指定的DNS服务器。
Switch(config)#dhcppool1
//创建DHCP地址池
Switch(config-dhcp-pool-1)#networkrange10.1.1..1.1.mask...0
//配置地址池范围及掩码
Switch(config-dhcp-pool-1)#gateway10.1.1.1
//配置网关
Switch(config-dhcp-pool-1)#lease-time12
//配置地址租期，单位小时
Switch(config-dhcp-pool-1)#dns10.1.1.
//配置DNS地址
状态查看：
Switch#showdhcpbind-entry
//命令可以用来显示设备DHCP用户表项信息。
dhcpbind-entrynumber:0
Vpn-instanceIpAddrMacExpireTime(seconds)TypeHwFlag
备注
当用户成功从设备的DHCP地址池获取到IP地址时，则会自动增加一条用户表项信息。该命令所显示的信息包括：表项数目、IP地址及对应的MAC地址、该用户使用该IP地址的租赁时间、以及该表项的类型等信息。②.DHCPRELAY配置：
配置DHCPRelay的Vlan-interface20接口的IP地址，并配置为RELAY模式
Switch(config)#dhcpenable
//开启DHCP服务
Switch(config)#interfacevlan20
Switch(config-vlan-10)#ipaddress10.1.1.1/24
//SVI接口及地址配置
Switch(config-vlan-10)#ipdhcprelay
//接口下启用DHCPRELAY服务
Switch(config-vlan-10)#dhcprelayserver-ip..1.
//配置DHCPSERVER地址
状态查看：
Switch#showdhcprelay
DHCPserverConfigure!
Vlan20
vpn-instance:11
dhcprelaymode:enable
dhcprelayserver-ip:..1.
dhcpoption82:
dhcpoption82action:
dhcpoption82circuit-id:
dhcpoption82remote-id:
dhcpaddress-check:
备注：
使用本命令可以查看本设备配置的DHCP中继服务器的配置信息，包括：是否使能DHCP中继、实现中继功能的接口、中继转发的DHCPSERVER的IP地址等信息。3、CNPC-V-H、CN、S、S、SE、S等系列配置方式
①.DHCPSERVER配置
Switch(config)#servicedhcpenable
//全局启用DHCP服务
Switch(config)#dhcpserver
//全局启用DHCPSERVER
Switch(config)#dhcppoolpool5
//创建DHCP地址池
Switch(dhcp-config)#network5.5.5.0/24
//配置地址池
Switch(dhcp-config)#gateway5.5.5.1
//配置option：默认网关
Switch(dhcp-config)#exit
//退出DHCP配置模式
Switch(config)#interfaceeth-0-9
//进入接口配置模式
Switch(config-if)#noswitchport
//将接口设置三层接口
Switch(config-if)#noshutdown
//使能接口
Switch(config-if)#ipaddress5.5.5.1/24
//配置IP地址
Switch(config-if)#dhcpserverenable
//启用DHCPSERVER
Switch(config-if)#exit
//退出接口配置模式
状态查看：
Switch#showdhcpserverbindingall
IPaddressClient-ID/HardwareaddressLeaseexpirationType
5.5.5.26e:6e:36:1f:84:00Sat.02.:00:12Dynamic
备注
使用本命令可以查看DHCPSERVER地址分配及接口信息：ip地址、mac地址、租期时间等。
②.DHCPRELAY配置
Switch(config)#servicedhcpenable
//全局启用DHCP服务
Switch(config)#dhcprelay
//全局启用DHCPRELAY
Switch(config)#dhcp-server15.5.5.1
//添加DHCPSERVER组及地址
Switch(config)#interfaceeth-0-17
//进入接口配置模式
Switch(config-if)#noswitchport
//将接口设置成三层口
Switch(config-if)#noshutdown
//使能接口
Switch(config-if)#ipaddress4.4.4.1/24
//配置IP地址
Switch(config-if)#dhcp-server1
//选择DHCPSERVER组
状态查看：
Switch#showdhcprelayinterfaces
ListofDHCPrelayenabledinterface(s):
DHCPrelayservicestatus:enabled
InterfaceNameDHCPservergroup
============================================================
eth-0-
备注
使用本命令可以查看DHCPRELAY功能开启的端口及DHCP中继组号。4、S、S、SL、S系列
①.DHCPSERVER配置
Switch(config)#ipdhcppooldhcp_1
//创建DHCP地址池
Switch(dhcp-config)#network.16.1.0...0
//配置地址池
Switch(dhcp-config)#lease
//配置地址租期：单位为天、小时、分钟
Switch(dhcp-config)#default-router.16.1.
//配置网关
Switch(dhcp-config)#dns-server8.8.8.8
//配置DNS
Switch(config)#ipdhcpexcluded-address.16.1.1.16.1.10
//配置保留地址
状态查看：
Switch#showipdhcpbinding
BindingsfromallpoolsnotassociatedwithVRF:
IPaddressClient-ID/LeaseexpirationTypeStateInterface
Hardwareaddress/
Username
备注
使用本命令可以查看DHCPSERVER地址分配及接口信息：ip地址、mac地址、租期时间等。②.DHCPRELAY配置
Switch(config)#interfacevlan10
Switch(config-vlan-10)#ipaddress10.1.1.1/24
//SVI接口及地址配置
Switch(config-vlan-10)#iphelper-address1.1.1.1
//配置中继指向DHCP服务器
5、S、S系列
①.DHCPSERVER配置
Switch(config)#ipdhcpserverpoolpool
//创建DHCP地址池
Switchconfig-pool)#address.31.1.2.31.1.mask24
//配置DHCP地址池
Switchconfig-pool)#excluded-ip-address.31.1.2
//配置排除分配地址
Switchconfig-pool)#gateway.31.1.
//配置网关
Switch(config-pool)#leaseexpired
//配置租期，单位分钟
Switch(config-pool)#dns-server.31..1
//配置DNS地址
Switch(config-pool)#exit
Switch(config)#interfacevlan10
Switch(config-vlan1)#ipaddress.31.1.1...0
//SVI接口及地址配置
Switch(config-vlan1)#ipdhcpserver
//使能接口dhcp服务
状态查看：
Switch#showipdhcpserverlease
Leasecount:1
IPAddressHardwareAddressLeaseExpirationInterfaceTypePool
--------------------------------------------------------------------------------------------
.31.1...Jan:33:05vlan1dynamicpool10
备注
使用本命令可以查看DHCPSERVER地址分配及接口信息：ip地址、mac地址、租期时间等。S、S清空租期操作：
删除或修改地址池时提示请先释放绑定表时，说明地址池已经分配出去了地址，交换机版本3.50(包括)之前的版本需要做如下操作释放地址池