Configurazione e risoluzione dei problemi di un server DHCP su router Cisco IOS XE SDWAN

Introduzione

In questo documento viene descritto come configurare un server DHCP su un router Cisco SD-WAN IOS® XE e risolvere i relativi problemi.

Prerequisiti

Requisiti

Cisco raccomanda la conoscenza dei seguenti argomenti:

• SD-WAN (Wide Area Network) definito dal software Cisco
• Cisco SD-WAN IOS XE Command Line Interface (CLI)
• Analizzatore pacchetti
• DHCP di base

Componenti usati

Questo documento si basa sulle seguenti versioni software e hardware:

• Router c800v 17.9.4
• vManage 20.9.4

Le informazioni discusse in questo documento fanno riferimento a dispositivi usati in uno specifico ambiente di emulazione. Su tutti i dispositivi menzionati nel documento la configurazione è stata ripristinata ai valori predefiniti. Se la rete è operativa, valutare attentamente eventuali conseguenze derivanti dall'uso dei comandi.

Premesse

In questa sezione vengono illustrati i concetti di base e il processo utilizzato dal protocollo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) per assegnare un indirizzo IP valido ai client.

Messaggio	Descrizione
Individuazione DHCP	Quando un nuovo dispositivo si unisce a una rete o deve rinnovare il lease del proprio indirizzo IP, invia un messaggio DHCP Discover. Questo messaggio viene in genere trasmesso sul segmento della rete locale per individuare i server DHCP disponibili.
Offerta DHCP	I server DHCP della rete ricevono il messaggio DHCP Discover e rispondono con un'offerta DHCP. In questa offerta, propongono un indirizzo IP disponibile e altre impostazioni di configurazione di rete per il dispositivo richiedente.
Richiesta DHCP	Il dispositivo richiedente sceglie uno degli indirizzi IP offerti e invia un messaggio di richiesta DHCP al server DHCP scelto. Questo messaggio conferma la richiesta del dispositivo per l'indirizzo IP offerto e le impostazioni di configurazione.
Riconoscimento DHCP	Il server DHCP che riceve il messaggio di richiesta DHCP risponde con un riconoscimento DHCP (ACK). Questo ACK riconosce la richiesta e conferma che il dispositivo può utilizzare l'indirizzo IP offerto e la configurazione di rete associata.
Assegnazione degli indirizzi IP	In presenza di ACK DHCP, il dispositivo configura la propria interfaccia di rete con l'indirizzo IP fornito e altri parametri di configurazione. Ora dispone di un indirizzo IP valido e può comunicare sulla rete.
Durata lease	Il server DHCP assegna una durata del lease all'indirizzo IP. Specifica per quanto tempo il dispositivo può utilizzare l'indirizzo IP. Se si desidera mantenere lo stesso indirizzo IP, il dispositivo deve rinnovare il lease prima della scadenza.
Rinnovo del leasing	Periodicamente, il dispositivo avvia un rinnovo del lease e invia una richiesta DHCP al server DHCP che ha assegnato inizialmente l'indirizzo IP. Se il server approva il rinnovo, invia un ACK DHCP e il lease del dispositivo viene esteso.
Durata lease predefinita	È il periodo di tempo predefinito durante il quale un dispositivo può utilizzare l'indirizzo IP assegnato prima di rinnovarlo o richiedere un'estensione dell'allocazione degli indirizzi IP. Questo valore è 86400 secondi.
Scadenza lease	Se il dispositivo non rinnova il lease o si disconnette dalla rete, il server DHCP alla fine recupera l'indirizzo IP in lease. In questo modo l'indirizzo può essere utilizzato da altri dispositivi.

In breve, DHCP esegue un processo in cui un dispositivo client invia una richiesta. I server DHCP rispondono con offerte, il dispositivo seleziona un'offerta e il server DHCP riconosce la richiesta. In questo modo funziona l'assegnazione di un indirizzo IP. La durata del lease garantisce una gestione efficiente degli indirizzi IP e il loro recupero quando non sono più in uso.

Configurazione

Uno dei casi di utilizzo più comuni è quando il router funge da gateway per fornire il servizio Internet agli utenti di una succursale usando la funzione DIA e deve quindi ottenere un indirizzo IP da un segmento di rete specifico.

Esempio di rete

Configurazioni

In questa guida si considera che il router ha già la configurazione integrata su un Cisco vManage con connessioni di controllo formate e ha già un modello di dispositivo collegato con una VPN di servizio configurata. L'ambito di questo documento include l'aggiunta della configurazione DHCP per fornire l'assegnazione dinamica dell'IP.

Configurazione del server DHCP su un router Cisco IOS XE SD-WAN tramite il modello vManage

Passaggio 1. In vManage, passare a Configuration > Templates.

Passaggio 2. Passa a Feature Templates > Add Template e scegliere il modello corretto; C8000v per questo esempio.

Passaggio 3. Negli altri modelli, scegliere Cisco DHCP Server.

Passaggio 4. Aggiungere un nome e una descrizione.

Passaggio 5. Configurare i parametri del server DHCP, ad esempio quelli elencati, e salvare le modifiche.

• Pool di indirizzi: pool di indirizzi assegnabili.
• Escludi indirizzi: gli indirizzi che non si desidera assegnare.
• Durata lease (secondi): periodo di tempo durante il quale è possibile assegnare in lease l'indirizzo IP.
• Gateway predefinito: l'indirizzo IP che i client DHCP percepiscono come gateway predefinito.

Passaggio 6. Passa a Device Templates, Modificare il modello di dispositivo esistente o crearne uno nuovo e passare alla Service VPN opzione.

Passaggio 7. Passa a Add VPN,fare clic su  Create VPN Templatee aggiungere i valori del servizio VPN.

Passaggio 8. Aggiungi Cisco VPN Interface Ethernet, dall'elenco a discesa scegliere Create Template, aggiungere i valori di base come quelli elencati e salvare le modifiche.

• Shutdown: posizionarlo in no per accendere l'interfaccia.
• Nome interfaccia: scegliere l'interfaccia da impostare come gateway predefinito per i client DHCP.
• Descrizione: descrizione dell'interfaccia.
• Indirizzo IPv4 dinamico/statico: scegliere l'indirizzo IP dell'interfaccia.
• Indirizzo IPv4/lunghezza-prefisso: scegliere l'indirizzo IP e la lunghezza del prefisso.

Passaggio 9. Selezionare Sub-Templates e Cisco DHCP Server; dall'elenco a discesa scegliere il modello precedente creato e fare clic su Add (Aggiungi).

Passaggio 10. Creare il modello o salvare le modifiche e da Modelli di dispositivo, scegliere il modello di dispositivo corretto e scegliere Allega dispositivi.

Passaggio 11. Scegliere il dispositivo corretto e fare clic su Connetti.

Passaggio 12. Aggiungere le informazioni richieste e fare clic su Avanti.

Passaggio 13. Fare clic sul dispositivo e quindi su Config diff.

Passaggio 14. Verifica della configurazione.

Passaggio 15. Fare clic su Configure Devices (Configura dispositivi) e attendere il completamento dell'operazione.

Configurazione del server DHCP su un router Cisco IOS XE SD-WAN tramite CLI

Passaggio 1. Passare alla modalità di configurazione.

cEdge#config-transaction 

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

Passaggio 2. Configurare il pool DHCP, assegnare i valori elencati e salvare le modifiche.

• Nome: assegnare un nome al pool DHCP.
• VRF: aggiungere il VRF del servizio.
• Rete: configurare una rete con gli indirizzi da assegnare.
• Default-Router: per definire il gateway predefinito per i client DHCP.
• Server DNS: specificare il server DNS.

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

Passaggio 3. Configurare l'indirizzo IP del gateway predefinito dei client DHCP sull'interfaccia e salvare le modifiche.

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 

Verifica

Verificare le informazioni relative al pool configurato con show ip dhcp pool  

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#

Verificare tutti gli indirizzi assegnati con show ip dhcp binding  

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 --- 

Verificare tutte le statistiche, ad esempio i contatori dei messaggi ricevuti e inviati, degli indirizzi in lease scaduti e così via con 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# 

Verificare i possibili conflitti con 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

Verificare la configurazione DHCP con 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

Verificare lo stato dell'interfaccia che funge da gateway predefinito dei client DHCP con show interfaces GigabitEthernet1 

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# 

Risoluzione dei problemi

Qui è possibile trovare i messaggi che devono essere scambiati tra il server DHCP e il client DHCP per completare l'assegnazione dell'indirizzo IP:

*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

Di seguito sono riportati i debug che è possibile attivare sul router per risolvere i problemi relativi al protocollo DHCP:

Debug	Descrizione
Debug degli eventi del server dhcp IP	Con questo comando vengono visualizzati gli eventi correlati al server DHCP, ad esempio le richieste dei client DHCP, l'assegnazione degli indirizzi IP e altre importanti attività del server. È utile visualizzare un riepilogo degli eventi DHCP.
Pacchetto server dhcp IP di debug	Con questo comando vengono visualizzate informazioni dettagliate sui pacchetti DHCP in ingresso e in uscita dal server. È possibile visualizzare richieste, offerte, richieste e conferme DHCP per eseguire il debug dei problemi di comunicazione.
Conflitto debug ip dhcp	Se si verificano problemi di conflitto di indirizzi IP nella rete, è possibile utilizzare questo comando per eseguire il debug e visualizzare informazioni sui conflitti DHCP.
Debug del binding ip dhcp	Con questo comando vengono visualizzate informazioni sulle assegnazioni di indirizzi IP effettuate dal server DHCP, inclusi l'indirizzo IP assegnato, l'indirizzo MAC del client e la durata del lease.
Statistiche debug ip dhcp server	Con questo comando vengono visualizzate le statistiche relative al funzionamento del server DHCP, ad esempio il numero di richieste DHCP ricevute, i lease degli indirizzi IP e i tempi di lease.
Annulla debug di tutto	Per interrompere tutti i comandi di debug, è possibile utilizzare undebug all per disattivare tutte le operazioni di debug in corso.

Acquisire il traffico DHCP utilizzando Embedded Packet Capture (EPC) e lo strumento di acquisizione vManage

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# 

Quindi, è possibile esportare l'acquisizione con questo comando:

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

Per cancellare l'acquisizione, usare questo comando:

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

Quindi, con WireShark, verificare di vedere questi pacchetti coinvolti nella negoziazione:

Quando si aprono i pacchetti, è necessario visualizzare le seguenti informazioni:

Individua pacchetto

• Le informazioni più importanti da verificare sono l'indirizzo MAC di origine e devono corrispondere all'indirizzo MAC del client DHCP.
• La destinazione è ff:ff:ff:ff:ff:ff poiché si tratta di un indirizzo di broadcast, il client DHCP invia questo messaggio per individuare il server DHCP.
• L'indirizzo IP di origine è impostato su 0.0.0.0.
• Le porte utilizzate per questa negoziazione sono UDP 67 e 68.
• È possibile visualizzare le opzioni contenute nel pacchetto, ossia le informazioni richieste dal server DHCP sul pacchetto.

Pacchetto offerta

• A questo punto, l'indirizzo di origine è diverso da quello del server DHCP, poiché il server DHCP è noto come indirizzo IP 10.4.5.1.
• L'indirizzo IP di destinazione è noto come 10.4.5.5 perché questo indirizzo è uno degli indirizzi disponibili nel pool.

Richiedi pacchetto

Nel pacchetto di richiesta, l'indirizzo di origine viene visualizzato come 0.0.0.0 e ora il 10.4.5.5 address è la nuova richiesta.

Pacchetto ACK

• L'indirizzo di origine è impostato come 10.4.5.1.
• L'indirizzo di destinazione è impostato su 10.4.5.5 perché questo è ora il nuovo indirizzo IP del client DHCP.

L'acquisizione dei pacchetti può essere eseguita sull'interfaccia grafica di vManage nei seguenti modi:

Passaggio 1. Passa a Monitor > Devices.

Passaggio 2. Fare clic sul dispositivo server DHCP.

Passaggio 3. In Monitoraggio protezione fare clic su Troubleshooting.

Passaggio 4. Sul traffico, fare clic su Packet Capture.

Passaggio 5. Impostare i parametri per l'acquisizione e fare clic su start.

Passaggio 6. Attendere il completamento dell'acquisizione e scaricarla.

Esportarlo e verificare i pacchetti su Packet Analyzer come WireShark.

Informazioni correlate

• Il server DHCP non funziona su un router con Cisco SD-WAN IOS XE SD-WAN con DIA
• Supporto tecnico Cisco e download