DHCP Basic Configuration(Cisco IOL)

1. DHCP Basic Configuration 구성도

1) DHCP Basic Configuration 구성도

DHCP 기본 개념, DHCP 동작 과정을 먼저 학습하는 것을 권고

2) 테스트 장비

Emulator : EVE-NG
OS : Cisco IOL I86BI_LINUXL2-ADVENTERPRISEK9-M, Version 15.1c

2. DHCP Basic Configuration

1) DHCP Server SVI Configuration

< VLAN 생성 >
DHCP-SERVER(config)#vlan 10
DHCP-SERVER(config-vlan)#name VLAN10

< Interface에 VLAN Bidning >
DHCP-SERVER(config)#interface e0/0
DHCP-SERVER(config-if)#switchport mode access
DHCP-SERVER(config-if)#switchport access vlan 10
DHCP-SERVER(config-if)#no cdp enable

DHCP-SERVER(config)#interface e0/1
DHCP-SERVER(config-if)#switchport mode access
DHCP-SERVER(config-if)#switchport access vlan 10
DHCP-SERVER(config-if)#no cdp enable

< VLAN Interface에 IP Address 구성 >
DHCP-SERVER(config)#interface vlan 10
DHCP-SERVER(config-if)#ip address 10.0.0.1 255.255.255.0
DHCP-SERVER(config-if)#no shutdown

2) DHCP Pool Configuration

< DHCP Pool 구성 >
DHCP-SERVER(config)#ip dhcp pool POOL-10							## DHCP POOL Name 지정
DHCP-SERVER(dhcp-config)#network 10.0.0.0 255.255.255.0				## 클라이언트에게 할당할 Network 지정
DHCP-SERVER(dhcp-config)#default-router 10.0.0.1     				## 클라이언트의 Default Gateway 지정
DHCP-SERVER(dhcp-config)#lease 0 0 5								## Lease Time 지정(5 min)
DHCP-SERVER(dhcp-config)#dns-server 8.8.8.8 8.8.4.4 				## DNS Server IP 지정
DHCP-SERVER(dhcp-config)#next-server 100.0.0.1						## TFTF Server IP 지정
DHCP-SERVER(dhcp-config)#bootfile /A/B/C							## Booting Image All Path 지정
DHCP-SERVER(dhcp-config)#netbios-name-server 100.0.0.2 100.0.0.3	## Wins Server IP 지정
DHCP-SERVER(dhcp-config)#domain-name CISCO.COM						## Domain-Name 지정

< DHCP Pool에서 제외할 IP Range 구성 >
DHCP-SERVER(config)#ip dhcp excluded-address 10.0.0.1 10.0.0.253	## 클라이언트에게 할당할 Network 중에 제외할 IP Range 지정

Cisco DHCP 서버는 어떤 인터페이스로 수신되는 DHCP 메시지를 어떤 Pool에서 할당할지 정의하는 설정이 미존재
Cisco DHCP 서버는 DHCP 메시지를 수신한 Interface IP Address가 포함되는 Pool에서 할당되며 해당되는 Pool이 여러 개라면 더 Specific한 Pool 정보를 할당하고 해당 Pool에 없는 정보는 다음으로 Specific한 Pool에서 정보를 할당

3) IP Address Allocation Procedure

CLIENT-1(config)#interface e0/0
CLIENT-1(config-if)#no switchport
CLIENT-1(config-if)#ip address dhcp

Cisco DHCP 서버는 Discovery 메시지를 수신하면 클라이언트에게 할당할 IP Address를 기준으로 ARP Request를 전송하고 Reply가 없으면 IP 충돌이 되지 않는다고 판단하여 Offer 메시지를 전송
클라이언트가 처음 Discover 메시지에 Broadcast Flag를 1로 전송하여 Offer 및 Ack 메시지를 Broadcast로 전송
위에서 GARP Reply 메시지가 발생하는 것은 DHCP 클라이언트가 IP 할당을 받고 전송하는 것

(1) Discover Message

클라이언트는 Broadcast Flag를 세팅하여 전송

클라이언트는 할당받고 싶은 정보를 Option 필드에 넣어 전송

(2) ARP Request

DHCP 서버는 클라이언트에게 할당할 IP Address가 이미 사용 중인지 확인하기 위해 ARP Request를 전송하며 Reply가 없을 경우, 해당 IP Address를 사용하지 않는다고 판단하여 Offer 메시지를 전송

(3) Offer Message

DHCP 서버는 클라이언트에게 할당해 줄 네트워크 정보와 본인의 IP Address 정보를 전송
Discover 메시지의 Broadcast Flag가 구성되어 있었으므로 Broadacst로 전송
DHCP 서버는 아직 Binding 테이블이 생성되지 않은 상태

(4) Request Message

클라이언트는 어떤 서버가 전송한 어떤 네트워크 정보를 사용할 것인지 알리기 위해 Offer 메시지를 전송
Offer 메시지로 수신한 필드 중, 서버 IP Address와 할당받은 IP Address를 넣어 Request 메시지를 전송
클라이언트는 가장 먼저 수신한 Offer 메시지를 처리

클라이언트는 할당받고 싶은 정보를 Option 필드에 넣어 전송

(5) Ack Message

DHCP 서버는 클라이언트에게 할당해 줄 네트워크 정보와 본인의 IP Address 정보를 전송
Request 메시지의 Broadcast Flag가 구성되어 있었으므로 Broadacst로 전송
DHCP 서버는 Binding 테이블을 생성
클라이언트는 Ack 메시지를 수신하고 해당 메시지에 구성된 네트워크 정보로 구성

(6) ARP Reply

DHCP 서버가 ARP Request를 전송하는 것에 대해 클라이언트가 IP 할당을 받고 전송하는 것

(7) DHCP Client 확인

CLIENT-1#show ip route | begin Gateway
Gateway of last resort is 10.0.0.1 to network 0.0.0.0

S*    0.0.0.0/0 [254/0] via 10.0.0.1
      10.0.0.0/8 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C        10.0.0.0/24 is directly connected, Ethernet0/0
L        10.0.0.254/32 is directly connected, Ethernet0/0

DHCP 서버에서 설정한 Gateway인 10.0.0.1을 Default Route로 구성

CLIENT-1#show dhcp server 
   DHCP server: ANY (255.255.255.255)
    Leases:   11
    Offers:   1      Requests: 11     Acks : 11     Naks: 0
    Declines: 0      Releases: 0     Query: 0     Bad: 0
    DNS0:   8.8.8.8,   DNS1:  8.8.4.4
    NBNS0:  100.0.0.2,   NBNS1: 100.0.0.3
    Subnet: 255.255.255.0   DNS Domain: CISCO.COM

DHCP 클라이언트와 서버에서 송수신된 DHCP 메시지 개수 확인 가능
DHCP 서버에게 할당받은 DNS Server IP, Wins Server IP, Subnet Mask, DNS Domain 정보 확인 가능

CLIENT-1#show dhcp lease 
Temp IP addr: 10.0.0.254  for peer on Interface: Ethernet0/0
Temp  sub net mask: 255.255.255.0
   DHCP Lease server: 10.0.0.1, state: 5 Bound
   DHCP transaction id: 20EC
   Lease: 300 secs,  Renewal: 150 secs,  Rebind: 259 secs
Temp default-gateway addr: 10.0.0.1
   Next timer fires after: 00:02:00
   Retry count: 0   Client-ID: cisco-aabb.cc03.7000-Et0/0
   Client-ID hex dump: 636973636F2D616162622E636330332E
                       373030302D4574302F30
   Hostname: CLIENT-1

Temp IP addr : 서버에게 할당받은 IP Address
for peer on Interface : 서버 기준 OIF
Temp sub net mask : Subnet Mask
DHCP Lease server : DHCP Server IP Address
Lease : Lease Time
Renewal : Renewal Timer(T1)
Rebind : Rebinding Time(T2)
Temp default-gateway addr : 서버에게 할당받은 Default Gateway
Next timer fires after : Refreesh Timer(Request/Ack)까지 남은 시간

(8) DHCP Server 확인

DHCP-SERVER#show ip dhcp pool 

Pool POOL-10 :
 Utilization mark (high/low)    : 100 / 0
 Subnet size (first/next)       : 0 / 0 
 Total addresses                : 254
 Leased addresses               : 1
 Excluded addresses             : 253
 Pending event                  : none
 1 subnet is currently in the pool :
 Current index        IP address range                    Leased/Excluded/Total
 10.0.0.1             10.0.0.1         - 10.0.0.254        1     / 253   / 254

Pool Total IP Address, Pool Excluded IP Address, Leased Address 개수 확인 가능

DHCP-SERVER#show ip dhcp binding 
Bindings from all pools not associated with VRF:
IP address          Client-ID/              Lease expiration        Type
                    Hardware address/
                    User name
10.0.0.254          0063.6973.636f.2d61.    Nov 23 2024 11:57 AM    Automatic
                    6162.622e.6363.3033.
                    2e37.3030.302d.4574.
                    302f.30

DHCP 서버가 네트워크 정보를 할당해 준 클라이언트를 관리하는 Binding Table 확인 가능
IP Address, Client-ID, Lease Time 등 확인 가능

4) IP Address Renewal and Rebinding Procedure

클라이언트는 Renewal Time이 되었을 때 Lease Time을 연장하기 위해 Request 메시지를 Unicast로 전송
클라이언트는 Ack 메시지를 수신하지 못하고 Rebinding Time이 되었을 때 Lease Time을 연장하기 위해 Request 메시지를 Broadcast로 전송
클라이언트는 Ack 메시지를 수신하면 필드에 있는 Lease Time 정보로 Reset
클라이언트는 Rebinding Time에서도 Ack 메시지를 수신하지 못할 경우, Lease Time이 끝나면 IP Address 사용 불가

(1) Request Message(Renewal Time Expired)

클라이언트는 서버에게 이미 할당받아 사용하고 있는 IP Address를 "Client IP Address"에 넣어 전송

(2) Request Message(Rebinding Time Expired)

(3) Ack Message

Request로 수신한 "Client IP Address" 값을 복사하여 전송

5) IP Address Release Procedure

CLIENT-1(config)#interface e0/0
CLIENT-1(config-if)#shutdown

클라이언트에서 Interface shutdown 시, Release 메시지를 전송하여 할당받은 IP Address를 반납
서버는 Release 메시지를 수신하면 Binding Table에서 해당 정보를 제거

(1) Release Message

6) Broadcast Flag Disable

CLIENT-1(config)#no ip dhcp-client broadcast-flag

DHCP 메시지 전송 시, Broadcast Flag Bit를 0으로 구성

DHCP 서버는 Discover 및 Request 메시지의 Broadcast Flag Bit를 0으로 수신하므로 Offer 및 Ack 메시지를 Unicast로 전송

7) IP Address Allocation Collision Procedure

CLIENT-2(config)#interface e0/0
CLIENT-2(config-if)#no switchport
CLIENT-2(config-if)#ip address 10.0.0.254 255.255.255.0
CLIENT-2(config-if)#no shutdown

IP Address가 중복되도록 IP Address 구성

CLIENT-1(config)#interface e0/0
CLIENT-1(config-if)#ip address dhcp
CLIENT-1(config-if)#no shutdown

DHCP 클라이언트 구성

DHCP-SERVER#show ip arp
Protocol  Address          Age (min)  Hardware Addr   Type   Interface
Internet  10.0.0.1                -   aabb.cc83.8000  ARPA   Vlan10
Internet  10.0.0.254              0   aabb.cc03.d000  ARPA   Vlan10
Internet  20.0.0.1                -   aabb.cc83.8010  ARPA   Vlan20

서버는 클라이언트에게 Discover 메시지를 수신하고 할당해 줄 IP Address가 충돌이 발생하는지 확인하기 위해 ARP Request 패킷을 전송하고 이미 해당 IP Address를 할당한 "CLIENT-2"가 ARP Reply를 전송하므로 DHCP 서버는 IP 충돌이 발생한다고 판단하여 Offer 메시지를 전송하지 않고 다른 IP Address를 할당할 수 있는지 확인
서버의 ARP Table에 할당할 IP Address에 대한 MAC Address 정보가 있으면 Offer 메시지 전송 불가
현재 DHCP 서버 Pool에 남는 IP Address가 없으므로 "CLIENT-1"에게 IP Address 할당 불가능

DHCP-SERVER#show ip dhcp conflict
IP address        Detection method   Detection time          VRF
10.0.0.254        Ping               Nov 23 2024 12:39 PM

클라이언트는 Discover 메시지를 계속 전송하면서 IP Address 할당을 요청

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1. DHCP Basic Configuration 구성도

1) DHCP Basic Configuration 구성도

2) 테스트 장비

2. DHCP Basic Configuration

1) DHCP Server SVI Configuration

2) DHCP Pool Configuration

3) IP Address Allocation Procedure

(1) Discover Message

(2) ARP Request

(3) Offer Message

(4) Request Message

(5) Ack Message

(6) ARP Reply

(7) DHCP Client 확인

(8) DHCP Server 확인

4) IP Address Renewal and Rebinding Procedure

(1) Request Message(Renewal Time Expired)

(2) Request Message(Rebinding Time Expired)

(3) Ack Message

5) IP Address Release Procedure

(1) Release Message

6) Broadcast Flag Disable

7) IP Address Allocation Collision Procedure

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