在Cisco IOS XE SDWAN路由器上配置DHCP伺服器並對其進行故障排除

簡介

本文檔介紹如何在Cisco SD-WAN IOS® XE路由器上配置DHCP伺服器並對其進行故障排除。

必要條件

需求

思科建議您瞭解以下主題：

• 思科軟體定義廣域網路(SD-WAN)
• Cisco SD-WAN IOS XE命令列介面(CLI)
• 封包分析器
• 基本DHCP

採用元件

本檔案是根據以下軟體和硬體版本所編制：

• 路由器c8000v 17.9.4
• vManage 20.9.4

本文中的資訊是根據特定實驗室環境內的裝置所建立。文中使用到的所有裝置皆從已清除（預設）的組態來啟動。如果您的網路運作中，請確保您瞭解任何指令可能造成的影響。

背景資訊

本節介紹動態主機配置協定(DHCP)用於向客戶端分配有效IP地址的基本概念和過程。

消息	說明
DHCP發現	當新裝置加入網路或需要更新其IP地址租用時，它會傳送DHCP發現消息。此消息通常在本地網段上廣播，以便發現可用的DHCP伺服器。
DHCP提供	網路上的DHCP伺服器接收DHCP發現消息並使用DHCP提供進行響應。在此服務中，他們向請求裝置建議一個可用的IP地址和其他網路配置設定。
DHCP請求	請求裝置選擇所提供的IP地址之一，並向所選擇的DHCP伺服器傳送DHCP請求消息。此消息確認裝置對提供的IP地址和配置設定的請求。
DHCP確認	獲取DHCP請求消息的DHCP伺服器使用DHCP確認(ACK)進行響應。此ACK確認請求並確認裝置可以使用提供的IP地址和相關網路配置。
IP地址分配	當存在DHCP ACK時，裝置使用提供的IP地址和其他配置引數配置其網路介面。現在它擁有有效的IP地址，可以在網路上通訊。
租期	DHCP伺服器為IP地址分配租用持續時間。此租約指定裝置可以使用IP地址的時間。如果裝置要保留相同的IP地址，則必須在租期到期之前續訂租約。
續租	裝置會定期啟動租用續訂，並會向最初分配了IP地址的DHCP伺服器傳送DHCP請求。如果伺服器批准續訂，它將傳送DHCP ACK，並且裝置的租期會延長。
預設租用時間	是裝置在必須續訂或請求延長其IP地址分配之前，允許使用其分配的IP地址的預設時間，此值為86400秒。
租賃到期	如果裝置不續租或斷開與網路的連線，DHCP伺服器最終會收回租用的IP地址。這樣，該地址就可供其他裝置使用。

總而言之，DHCP執行客戶端裝置廣播請求的過程。DHCP伺服器響應提供請求，裝置選擇提供請求，DHCP伺服器確認請求。這就是分配IP地址的方式。租用期限可確保有效地管理IP地址，並在不再使用時收回它們。

設定

最常見的使用案例之一是，路由器充當網關，以便使用DIA功能為分支機構的使用者提供網際網路服務，然後需要從指定的特定網段獲取IP地址。

網路圖表

組態

本指南認為路由器已經在Cisco vManage（具有控制連線）上形成了板載配置，並且已經連線了裝置模板，並配置了服務VPN。本文檔的範圍包括新增DHCP配置以提供動態IP分配。

通過vManage模板在Cisco IOS XE SD-WAN路由器上配置DHCP伺服器

步驟 1.在vManage上，導航至 Configuration > Templates.

步驟 2.導航至 Feature Templates > Add Template 並選擇正確的型號；C8000v用於此示例。

步驟 3.在其他模板中，選擇 Cisco DHCP Server.

步驟 4.新增名稱和說明。

步驟 5.配置DHCP伺服器引數（如此處列出的引數並儲存更改）。

• 地址池：可分配地址池。
• 排除地址：您不想分配的地址。
• 租用時間（秒）：此IP地址可以租用的時間量。
• 預設網關：DHCP客戶端視為預設網關的IP地址。

步驟 6.導航至 Device Templates,編輯現有裝置模板或建立新模板並導航至 Service VPN 選項。

步驟 7.導航至 Add VPN，按一下 Create VPN Template，並新增VPN服務值。

步驟 8.新增 Cisco VPN Interface Ethernet，從下拉選單中選擇 Create Template, 新增基本值（如此處列出的值），然後儲存更改。

• Shutdown：將其置於no中以開啟介面。
• 介面名稱：選擇要作為DHCP客戶端的預設網關的介面。
• 說明：該介面的說明。
• 動態/靜態IPv4地址：選擇介面的IP地址。
• IPv4 Address/prefix-length：選擇IP地址和字首長度。

步驟 9.選擇Sub-Templates和Cisco DHCP Server；從下拉選單中選擇先前建立的模板，然後按一下Add。

步驟 10.建立模板或儲存更改，然後從Device Templates中選擇正確的Device Template並選擇Attach Devices。

步驟 11.選擇正確的裝置，然後按一下Attach。

步驟 12.新增請求的資訊，然後按一下下一步。

步驟 13.按一下裝置並配置diff。

步驟 14.驗證設定.

步驟 15.按一下Configure Devices，等待任務完成。

通過CLI在Cisco IOS XE SD-WAN路由器上配置DHCP伺服器

步驟 1.導覽至組態模式。

cEdge#config-transaction 

admin connected from 127.0.0.1 using console on Router 
cEdge(config)#

步驟 2.配置DHCP池，分配此處列出的值，並儲存更改。

• 名稱：為DHCP池命名。
• VRF：新增服務VRF。
• 網路：使用要分配的地址配置網路。
• Default-Router：定義DHCP客戶端的預設網關。
• DNS-Server：指定DNS伺服器。

cEdge(config)# ip dhcp pool CISCO 
cEdge(dhcp-config)# vrf 40 
cEdge(dhcp-config)# network 10.4.5.0 255.255.255.0 
cEdge(dhcp-config)# default-router 10.4.5.1 
cEdge(dhcp-config)# dns-server 8.8.8.8 
cEdge(dhcp-config)# commit

步驟 3.在介面上配置DHCP客戶端的預設網關IP地址並儲存更改。

cEdge(config)# interface GigabitEthernet2 
cEdge(config-if)# ip address 10.4.5.1 255.255.255.0 
cEdge(config-if)# no shut 
cEdge(config-if)# commit 

驗證

使用CLI驗證與已配置的池相關的資訊 show ip dhcp pool  指令。

cEdge#show ip dhcp pool CISCO 

Pool CISCO : 
Utilization mark (high/low) : 100 / 0 
Subnet size (first/next) : 0 / 0 
Total addresses : 254 
Leased addresses : 77 
Excluded addresses : 86 
Pending event : none 
1 subnet is currently in the pool : 
Current index IP address range Leased/Excluded/Total 
10.4.5.1 10.4.5.1 - 10.4.5.254 77 / 86 / 254 
cEdge#

驗證所有分配的地址 show ip dhcp binding  指令。

cEdge#show ip dhcp binding 
Bindings from all pools not associated with VRF: 
IP address Client-ID/ Lease expiration Type State Interface 
Hardware address/ 
User name 
--- Output omitted ---

10.4.5.5 c08f.2073.8a83 Oct 3 2023 06:39 PM Automatic Active GigabitEthernet1

--- Output omitted --- 

驗證所有統計資訊，如接收和傳送的消息的計數器、過期的租用地址等 show ip dhcp server statistics.

cEdge#show ip dhcp server statistics 
Memory usage 60892 
Address pools 1 
Database agents 0 
Automatic bindings 78 
Manual bindings 0 
Expired bindings 0 
Malformed messages 0 
Secure arp entries 0 
Renew messages 0 
Workspace timeouts 0 
Static routes 0 
Relay bindings 0 
Relay bindings active 0
Relay bindings terminated 0 
Relay bindings selecting 0 


Message Received 
BOOTREQUEST 0 
DHCPDISCOVER 120 
DHCPREQUEST 78 
DHCPDECLINE 0 
DHCPRELEASE 0 
DHCPINFORM 0 
DHCPVENDOR 0 
BOOTREPLY 0 
DHCPOFFER 0
DHCPACK 0 
DHCPNAK 0 

Message Sent 
BOOTREPLY 0 
DHCPOFFER 78 
DHCPACK 78 
DHCPNAK 0 

Message Forwarded
BOOTREQUEST 0
DHCPDISCOVER 0
DHCPREQUEST 0
DHCPDECLINE 0
DHCPRELEASE 0 
DHCPINFORM 0 
DHCPVENDOR 0 
BOOTREPLY 0 
DHCPOFFER 0 
DHCPACK 0 
DHCPNAK 0 

DHCP-DPM Statistics 
Offer notifications sent 0 
Offer callbacks received 0 
Classname requests sent 0 
Classname callbacks received 0 

cEdge# 

驗證是否可能與衝突 show ip dhcp conflicts.

cEdge#show ip dhcp conflict 
IP address Detection method Detection time VRF 
10.4.5.3 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.5 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.4 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.6 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.8 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.7 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.9 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.13 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.14 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.16 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.15 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.17 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.18 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.19 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.21 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.22 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.23 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.24 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.25 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.26 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.31 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.32 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.36 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.35 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.40 Ping Oct 03 2023 06:39 PM 
10.4.5.39 Ping Oct 03 2023 06:39 PM

檢驗DHCP配置 show running-config | section dhcp.

cEdge#show running-config | section dhcp 
no ip dhcp use class 
ip dhcp pool CISCO 
network 10.4.5.0 255.255.255.0 
default-router 10.4.5.1 
dns-server 8.8.8.8 
lease 100 
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 dhcp 20 
cEdge

使用CLI驗證充當DHCP客戶端預設網關的介面的狀態 show interfaces GigabitEthernet1 指令。

cEdge#show interfaces GigabitEthernet1 
GigabitEthernet1 is up, line protocol is up 
Hardware is vNIC, address is 0050.56b3.6fbb (bia 0050.56b3.6fbb) 
Internet address is 10.4.5.1/24
MTU 1500 bytes, BW 1000000 Kbit/sec, DLY 10 usec, 
reliability 255/255, txload 1/255, rxload 1/255 
Encapsulation ARPA, loopback not set 
Keepalive set (10 sec) 
Full Duplex, 1000Mbps, link type is auto, media type is Virtual 
output flow-control is unsupported, input flow-control is unsupported 
ARP type: ARPA, ARP Timeout 04:00:00 
Last input 00:00:00, output 00:00:00, output hang never 
Last clearing of "show interface" counters never 
Input queue: 0/375/51623/140000 (size/max/drops/flushes); Total output drops: 1322 
Queueing strategy: fifo 
Output queue: 0/40 (size/max) 
5 minute input rate 1628000 bits/sec, 855 packets/sec 
5 minute output rate 21000 bits/sec, 13 packets/sec 
2868354905 packets input, 657207872035 bytes, 0 no buffer 
Received 0 broadcasts (0 IP multicasts) 
0 runts, 0 giants, 0 throttles 
588 input errors, 0 CRC, 0 frame, 0 overrun, 0 ignored 
0 watchdog, 0 multicast, 0 pause input 
66586780 packets output, 23880813581 bytes, 0 underruns 
Output 0 broadcasts (0 IP multicasts) 
0 output errors, 0 collisions, 4 interface resets 
1102044 unknown protocol drops 
0 babbles, 0 late collision, 0 deferred 
0 lost carrier, 0 no carrier, 0 pause output 
0 output buffer failures, 0 output buffers swapped out 
cEdge# 

疑難排解

在此您可以找到在DHCP伺服器和DHCP客戶端之間交換消息才能完成IP地址分配：

*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: DHCPDISCOVER received from client c08f.2073.8a83 on interface 
GigabitEthernet1.
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Option 125 not present in the msg. 
*Oct 3 20:35:48.042: Option 82 not present 
*Oct 3 20:35:48.042: Option 82 not present 
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Option 125 not present in the msg. 
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Sending notification of DISCOVER: 
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: htype 1 chaddr c08f.2073.8a83
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: remote id 020a0000ac0c025f01000000 
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: interface = GigabitEthernet1
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Sending DHCPOFFER to client c08f.2073.8a83 (10.4.5.5).DHCPD: 
Setting only requested parameters
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: classname not set in msg
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Selecting relay q from pool
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: DHCPREQUEST received from client c08f.2073.8a83.
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: DHCPREQUEST received on interface GigabitEthernet1.
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Found previous binding
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Allocated binding 7F6C1C366788
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Adding binding to radix tree (10.4.5.5)
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: Adding binding to hash tree 7F6C1C366788
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD:dhcpd_binding_add_to_mac_hash: index- 461 add binding 7F6C1C366788
*Oct 3 20:35:48.042: DHCPD: 7F6C1C366788 inserting in mac hash next to 7F6C1C368FC8
*Oct 3 20:35:48.043: DHCPD: assigned IP address 10.4.5.5 to client c08f.2073.8a83.
*Oct 3 20:35:48.043: DHCPD: Saving workspace (ID=0xB200004F)
*Oct 3 20:35:48.043: DHCPD: New packet workspace 0x7F6C9CBE0FB8 (ID=0xAE000050)
*Oct 3 20:35:50.043: DHCPD: Reprocessing saved workspace (ID=0xB200004F)
*Oct 3 20:35:50.054: DHCPD: Sending DHCPACK to client c08f.2073.8a83 (10.4.5.5).DHCPD: Setting 
only requested parameters

以下是在路由器上可以啟用的調試，用於解決DHCP問題：

偵錯	說明
調試ip dhcp伺服器事件	此命令顯示DHCP伺服器相關事件，例如DHCP客戶端請求、IP地址分配和其他重要的伺服器活動。檢視DHCP事件的摘要非常有用。
Debug ip dhcp server packet	此命令顯示有關進入和離開伺服器的DHCP資料包的詳細資訊。您可以檢視DHCP請求、提供、請求和確認以調試通訊問題。
Debug ip dhcp conflict	如果您的網路存在IP地址衝突問題，可以使用此命令調試和顯示有關DHCP衝突的資訊。
Debug ip dhcp binding	此命令顯示有關DHCP伺服器分配的IP地址的資訊，包括分配的IP地址、客戶端的MAC地址和租用持續時間。
調試ip dhcp伺服器統計資訊	此命令顯示與DHCP伺服器操作相關的統計資訊，例如收到的DHCP請求數、IP地址租用和租用時間等。
全部取消調試	為了停止所有調試命令，您可以使用 undebug all 命令禁用所有正在進行的調試。

使用嵌入式資料包捕獲(EPC)和vManage捕獲工具捕獲DHCP流量

cEdge#monitor capture DHCP interface GigabitEthernet 1 both match any buffer circular limit pps 2000 
Interface GigabitEthernet1 direction BOTH is already attached to the capture 
Packets per second limit is already set, replace?[confirm] 
cEdge#monitor capture DHCP start 
Started capture point : DHCP 
cEdge# 

--- Wait some time to let DHCP negotiation proceed ---

cEdge#monitor capture DHCP stop 
Stopped capture point : DHCP 
cEdge# 

然後使用以下命令匯出捕獲：

cEdge#monitor capture DHCP export bootflash:DHCP.pcap 
Exported Successfully 
cEdge#

若要清除擷取，請發出以下命令：

cEdge#monitor capture DHCP clear 
Captured data is deleted [clear]?[confirm] 
cleared buffer : DHCP 
cEdge# 

然後使用WireShark，確認您看到以下封包參與交涉：

開啟封包時必須看到以下資訊：

發現資料包

• 必須驗證的最重要資訊是源MAC地址；該地址必須與DHCP客戶端的MAC匹配。
• 目的地是 ff:ff:ff:ff:ff:ff 因為它是廣播地址，所以DHCP客戶端會傳送此消息來發現DHCP伺服器。
• 源IP地址設定為 0.0.0.0.
• 用於此協商的埠是UDP 67和68。
• 您可以看到資料包包含的選項；這是關於DHCP伺服器在資料包上請求的資訊。

提供資料包

• 現在您可以看到源地址是不同的，因為DHCP伺服器已知IP地址 10.4.5.1.
• 目的IP地址稱為 10.4.5.5 因為該地址是池中的可用地址之一。

請求資料包

在請求資料包上，源地址顯示為 0.0.0.0 而現在 10.4.5.5 address是新請求。

ACK資料包

• 源地址設定為 10.4.5.1.
• 目標地址設定為 10.4.5.5 因為現在這是DCHP客戶端的新IP地址。

可以在vManage GUI上執行以下步驟進行資料包捕獲：

步驟 1.導航至 Monitor > Devices.

步驟 2.按一下DHCP伺服器裝置。

步驟 3.在「安全監控」上，按一下 Troubleshooting.

步驟 4.在流量上，按一下 Packet Capture.

步驟 5.設定捕獲引數並按一下start。

步驟 6.等待捕獲完成並下載。

將其匯出並在資料包分析器（如WireShark）上驗證資料包。

相關資訊

• DHCP伺服器不能在執行Cisco SD-WAN IOS XE SD-WAN with DIA的路由器上使用
• 思科技術支援與下載