基于DHCP技術的校園網(wǎng)應用

基于ＤＨＣＰ技術的校園網(wǎng)應用

［摘要］文章分析動態(tài)主機配置協(xié)議的工作流程，描述在各種三層交換機上DHCP服務器的配置過程，并提出如何禁止非法DHCP服務器的方法。

［關鍵詞］DHCP；IP地址；交換機；Snooping

目前，校園網(wǎng)已成為高等學校的重要組成部分。隨著校園網(wǎng)的擴大以及移動辦公逐步要求的增加，如果仍然采用靜態(tài)地址分配的方法進行IP管理，不僅使網(wǎng)絡管理人員的工作量極大地增加，同時由于一些用戶記不清自己的IP地址，在重新安裝系統(tǒng)后亂用IP地址，造成IP地址沖突或無法正常上網(wǎng)，影響校園網(wǎng)用戶的正常使用。為防止類似的事情發(fā)生，在校園網(wǎng)的IP地址分配可采用動態(tài)主機配置協(xié)議，DHCP可自動將IP地址、掩碼、網(wǎng)關、DNS分配給用戶。

DHCP服務器的搭建一般可采用兩種方式。方式一：操作系統(tǒng)+服務器。操作系統(tǒng)可以是window2003、Linux、Solaris、Freebsd等，不論使用哪一種操作系統(tǒng)，都需要另外使用一臺服務器來安裝，增加網(wǎng)絡建設投資。方式二：采用匯聚交換機自帶的DHCP服務器功能，為各匯聚交換機下的計算機用戶自動分配IP地址。使用匯聚交換機做DHCP服務器的好處在于：節(jié)省網(wǎng)絡建設投資，不需另外采購一臺服務器作為學校的DHCP服務器；使用匯聚交換機來做DHCP服務器，不容易受到病毒的影響；由于匯聚交換機本身運行穩(wěn)定，帶來DHCP服務器的運行穩(wěn)定。

一、DHCP工作流程

發(fā)現(xiàn)階段

發(fā)現(xiàn)階段即DHCP客戶機尋找DHCP服務器的階段。DHCP客戶機以廣播方式發(fā)送DHCPdiscover發(fā)現(xiàn)信息來尋找DHCP服務器，即向地址發(fā)送特定的廣播信息。網(wǎng)絡上每一臺安裝了TCP/IP協(xié)議的主機都會接收到這種廣播信息，但只有DHCP服務器才會響應。

提供階段

提供階段即DHCP服務器提供IP地址的階段。在網(wǎng)絡中接收到DHCPdiscover發(fā)現(xiàn)信息的DHCP服務器都會做出響應，它從尚未出租的IP地址中挑選一個分配給DHCP客戶機，向DHCP客戶機發(fā)送一個包含出租的IP地址和其他設置的DHCPoffer提供信息。

選擇階段

選擇階段即DHCP客戶機選擇某臺DHCP服務器提供的IP地址的階段。如果有多臺DHCP服務器向DHCP客戶機發(fā)來的DHCPoffer提供信息，則DHCP客戶機只接受第一個收到的DHCPoffer提供信息，然后它就以廣播方式回答一個DHCPrequest請求信息，該信息中包含向它所選定的DHCP服務器請求IP地址的內(nèi)容。之所以要以廣播方式回答，是為了通知所有的DHCP服務器，它將選擇某臺DHCP服務器所提供的IP地址。

確認階段

確認階段即DHCP服務器確認所提供的IP地址的階段。當DHCP服務器收到DHCP客戶機回答的DHCPrequest請求信息之后，它便向DHCP客戶機發(fā)送一個包含它所提供的IP地址和其他設置的DHCPack確認信息，告訴DHCP客戶機可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客戶機便將其TCP/IP協(xié)議與網(wǎng)卡綁定，另外，除DHCP客戶機選中的服務器外，其他的DHCP服務器都將收回曾提供的IP地址。

重新登錄

以后DHCP客戶機每次重新登錄網(wǎng)絡時，就不需要再發(fā)送DHCPdiscover發(fā)現(xiàn)信息了，而是直接發(fā)送包含前一次所分配的IP地址的DHCPrequest請求信息。當DHCP服務器收到這一信息后，它會嘗試讓DHCP客戶機繼續(xù)使用原來的IP地址，并回答一個DHCPack確認信息。如果此IP地址已無法再分配給原來的DHCP客戶機使用時，則DHCP服務器給DHCP客戶機回答一個DHCPnack否認信息。當原來的DHCP客戶機收到此DHCPnack否認信息后，它就必須重新發(fā)送DHCPdiscover發(fā)現(xiàn)信息來請求新的IP地址。

更新租約

DHCP服務器向DHCP客戶機出租的IP地址一般都有一個租借期限，期滿后DHCP服務器便會收回出租的IP地址。如果DHCP客戶機要延長其IP租約，則必須更新其IP租約。DHCP客戶機啟動時和IP租約期限過一半時，DHCP客戶機都會自動向DHCP服務器發(fā)送更新其IP租約的信息。

二、DHCP配置過程及說明

CISCO交換機DHCP配置

cisco(config)#ipdhcpexcluded-address//設置不參與動態(tài)分配的保留地址；

cisco(config)#ipdhcppoolaaa//設置DHCP地址池名；

cisco(dhcp-config)#network//設置動態(tài)分配的IP地址段；

cisco(dhcp-config)#default-router//設置缺省網(wǎng)關；

cisco(dhcp-config)#dns-server//設置DNS；

cisco(dhcp-config)#lease7//設置地址租期，以天計算。

中興交換機DHCP配置

ZXR10(config)#ipdhcpserverenable//啟用DHCP服務；

ZXR10(config)#ipdhcpserverdns//設置DNS；

ZXR10(config)#ipdhcpserverleasetime10080//設置地址租期，以分鐘計算；

ZXR10#vlandatabase

ZXR10(vlan)#vlan222//創(chuàng)建vlan；

ZXR10(vlan)#exit

ZXR10#configt

ZXR10(config)#interfacevlan222//設置vlan；

ZXR10(config-if)#ipaddress//設置vlan的IP地址段；

ZXR10(config-if)#descriptionaaa//設置vlan名；

ZXR10(config-if)#peerdefaultippoolaaa//指定接口使用的地址池；

ZXR10(config-if)#user-interface//設置用戶側(cè)接口標志；

ZXR10(config-if)#ipdhcpservergateway//設置vlan網(wǎng)關；

CISCO2621路由器+港灣BIG800DHCP配置

由于港灣BIG800生產(chǎn)年限較早，該設備不提供DHCP服務器功能，只有DHCP中繼功能，因此，將BIG800設置為DHCP中繼，用一臺CISCO2621做DHCP服務器。

1.港灣交換機配置

Harbour(config)#createvlanaaa//創(chuàng)建vlan；

Harbour(config)#configvlanaaatag222//設置vlan的tag值；

Harbour(config)#configvlanaaaipaddress//設置vlan的IP地址段；

Harbour(config)#configdhcprlistenaddaaa//設置DHCPRelay服務監(jiān)聽的vlan；

Harbour(config)#configdhcprtargetipadd//指定DHCP服務器IP；

2.路由器配置

dhcp-server(config)#ipdhcppoolaaa//設置DHCP地址池名；

dhcp-server(dhcp-config)#network//設置動態(tài)分配的IP地址段；

dhcp-server(dhcp-config)#default-router//設置缺省網(wǎng)關；

dhcp-server(dhcp-config)#dns-server//設置DNS；

dhcp-server(dhcp-config)#lease7//設置地址租期，以天計算。

三、禁止非法DHCP服務器的方法

對于某一個子網(wǎng)，非法的DHCP報文在該子網(wǎng)的傳播要比合法的DHCP報文快，如在該子網(wǎng)內(nèi)存在一臺非法的DHCP服務器，用戶必將先獲取到非法DCHP服務器所提供的IP地址，影響用戶的正常網(wǎng)絡使用。防止非法DHCP服務器，可以通過以下幾種方式進行解決。

接入交換機帶有訪問控制列表功能

RFC定義DHCP端口號：DHCPServer的UDP端口號為67，DHCPClient的UDP端口號為68。這樣，我們可以通過訪問控制列表，在下行端口拒約所有源端口為67，目標端口為68的UDP通過，從而達到使非法的DHCP服務器失效的作用。以CISCO2950為例，具體配置

switch#configt

switch(config)#access-list120denyudpanyeq67anyeq68

switch(config)#access-list120permitipanyany

寫好訪問控制列表后，將列表應用到各個下行端口。上行端口不能寫入該條訪問控制列表，否則該交換機下的所有計算機用戶都不能獲取到IP地址。

接入交換機帶有DHCP-snooping功能

DHCPSnooping技術DHCPSnooping是一種通過建立DHCPSnoopingBinding數(shù)據(jù)庫，過濾非信任的DHCP消息，從而保證網(wǎng)絡安全的特性。DHCPSnooping就像是非信任的主機和DHCP服務器之間的防火墻。通過DHCPSnooping來區(qū)分連接到末端客戶的非信任接口和連接到DHCP服務器或者其他交換機的受信任接口。

DHCPSnoopingBinding數(shù)據(jù)庫包括如下信息：MAC地址、IP地址、租約時間、binding類型、VLANID以及來自本地非信任端口的接口信息，但不包含通過受信任端口互相連接的接口信息。在啟用了DHCPSnooping的VLAN中，如果交換機收到來自非信任端口的DHCP包，交換機將對目的MAC地址和DHCP客戶端的地址進行對比，如果符合則該包可以通過，否則將被丟棄掉，從而達到過濾非法DHCP服務器的目的。

以CISCO3550為例，具體配置

switch#configt

switch(config)#ipdhcpsnooping//在全局模式下啟用DHCPSnooping；

switch(config)#ipdhcpsnoopingvlan130//在VLAN130中啟用DHCPSnooping；

switch(config)#interfaceGigabitEthernet0/10//進入交換機的第10口；

switch(config-if)#ipdhcpsnoopingtrust//將第20口設置為受信任端口；

switch(config)#interfacerangeGigabitEthernet0/1-9//其他端口；

switch(config)#noipdhcpsnoopingtrust//將第21口設置為不受信任端口；

switch(config)#ipdhcpsnoopinglimitrate10//設置每秒鐘處理DHCP數(shù)據(jù)包上限。

接入交換機為不可網(wǎng)管交換機

在獲取到非法IP地址的計算機上，到通過arp-a命令查找到非法DHCP服務器的MAC地址，在上層可網(wǎng)管交換機中查找出該MAC地址是從可網(wǎng)管交換機的哪一個端口上行的，找到該端口下的交換機，然后在該交換機上通過逐條拔出網(wǎng)線的方式，查找出非法DHCP所