排除Catalyst 9000交换机上的DHCP故障

已更新: 2024 年 2 月 20 日
文档 ID:221717

非歧视性语言

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    简介

    本文档介绍如何对Catalyst 9000交换机上的DHCP进行故障排除。

    先决条件

    要求

    Cisco 建议您了解以下主题：

    • Catalyst 9000系列交换机架构。
    • 动态主机配置协议(DHCP)。

    使用的组件

    本文档中的信息基于以下软件和硬件版本：

    • C9200
    • C9300
    • C9500
    • C9400
    • C9600

    本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备编写的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您的网络处于活动状态，请确保您了解所有命令的潜在影响。

    相关产品

    本文档也可用于以下硬件和软件版本：

    • Catalyst 3650/3850系列交换机，采用Cisco IOS® XE 16.x。

    故障排除

    当您对DHCP问题进行故障排除时，必须确认一些重要信息，以便确定问题的根源。从源到目的地绘制网络拓扑并确定设备及其角色非常重要。

    根据这些角色，可以采取一些操作来开始故障排除。

    配置为第2层网桥的交换机

    在此场景中，交换机会接收和转发DHCP数据包，而无需进行任何修改。  

    步骤1:确认数据包的路径。

    • 确定客户端和指向DHCP服务器的下一跳设备所连接的接口。
    • 确定受影响的VLAN。

    示例：请考虑以下拓扑，其中连接到C9300交换机VLAN 10中接口Gigabitethernet1/0/12的客户端无法通过DHCP获取IP地址。DHCP服务器也连接到VLAN 10上的接口Gigabitethernet1/0/1。

    Client connected to a Layer 2 switch.连接到第2层交换机的客户端。

    tip-icon

    提示：如果问题影响多个设备和VLAN，请选择一个客户端执行故障排除。

    第二步：检查第2层路径

    • 必须在交换机上创建并激活VLAN。
    c9300#show vlan brief

    VLAN Name                             Status    Ports

    ---- -------------------------------- --------- -------------------------------
    1    default                          active    Gi1/0/2, Gi1/0/3, Gi1/0/4, Gi1/0/5, Gi1/0/6, Gi1/0/7
                                                    Gi1/0/8, Gi1/0/9, Gi1/0/10, Gi1/0/11, Gi1/0/13
                                                    Gi1/0/14, Gi1/0/15, Gi1/0/16, Gi1/0/17, Gi1/0/18
                                                    Gi1/0/19, Gi1/0/20, Gi1/0/21, Gi1/0/22, Gi1/0/23
                                                    Gi1/0/24
    10   users                            active    Gi1/0/12
    1002 fddi-default                     act/unsup
    1003 token-ring-default               act/unsup
    1004 fddinet-default                  act/unsup
    1005 trnet-default                    act/unsup
    • 必须在入口和出口接口上允许VLAN。
    interface GigabitEthernet1/0/12
     description Client Port
     switchport access vlan 10
     switchport mode access

    interface GigabitEthernet1/0/1
     description DHCP SERVER
     switchport mode trunk
    c9300#show interfaces trunk

    Port           Mode             Encapsulation  Status        Native vlan 
    Gi1/0/1        on               802.1q         trunking      1

    Port           Vlans allowed on trunk
    Gi1/0/1        1-4094

    Port           Vlans allowed and active in management domain
    Gi1/0/1        1,10

    Port           Vlans in spanning tree forwarding state and not pruned
    Gi1/0/1        1,10
    • 交换机必须在正确的VLAN中获知客户端的mac地址。
    c9300-01#show mac address interface gi1/0/12
              Mac Address Table
    -------------------------------------------
    Vlan    Mac Address       Type        Ports
    ----    -----------       --------    -----
      10    7018.a7e8.4f46    DYNAMIC     Gi1/0/12
    • 如果配置了DHCP监听，请确保信任接口设置正确。

    第三步：确保交换机在客户端端口上收到DHCP发现数据包。

    • 您可以使用嵌入式数据包捕获(EPC)工具。
    • 要仅过滤DHCP数据包，请配置ACL。
    c9300(config)#ip access-list extended DHCP
    c9300(config-ext-nacl)#permit udp any any eq 68
    c9300(config-ext-nacl)#permit udp any any eq 67
    c9300(config-ext-nacl)#end

    c9300#show access-lists DHCP
    Extended IP access list DHCP
        10 permit udp any any eq bootpc
        20 permit udp any any eq bootps
    • 在客户端端口上配置并开始入站方向的数据包捕获。
    c9300#monitor capture cap interface GigabitEthernet1/0/12 in access-list DHCP
    c9300#monitor capture cap start
    Started capture point : cap

    c9300#monitor capture cap stop
    Capture statistics collected at software:
            Capture duration - 66 seconds
            Packets received - 5
            Packets dropped - 0
            Packets oversized - 0

    Bytes dropped in asic - 0

    Stopped capture point : cap
    • 检验捕获的内容。
    c9300#show monitor capture cap buffer brief
    Starting the packet display ........ Press Ctrl + Shift + 6 to exit
    1   0.000000      0.0.0.0 -> 255.255.255.255 DHCP 342 DHCP Discover - Transaction ID 0x9358003
    2   3.653608      0.0.0.0 -> 255.255.255.255 DHCP 342 DHCP Discover - Transaction ID 0x935800
    note-icon

    注意：在正常情况下，如果您在客户端端口上采用双向的EPC，则可以看到已完成DORA进程。

    第四步：确保交换机正在转发DHCP发现。

    • 您可以在出站方向的出口端口上进行捕获。
    c9300#monitor capture cap interface GigabitEthernet1/0/1 out access-list DHCP
    c9300#show monitor capture cap buffer brief
    Starting the packet display ........ Press Ctrl + Shift + 6 to exit

    1   0.000000      0.0.0.0 -> 255.255.255.255 DHCP 342 DHCP Discover - Transaction ID 0x4bf2a30e
    2   0.020893      0.0.0.0 -> 255.255.255.255 DHCP 342 DHCP Discover - Transaction ID 0xe4331741
    tip-icon

    提示：要确认捕获中收集的DHCP发现属于正在故障排除的客户端，您可以使用display-filter选项将过滤器dhcp.hw.mac_addr应用到EPC。

    此时，我们已经确认交换机正在转发DHCP数据包，而且故障排除可以转移到DHCP服务器。

    配置为中继代理的交换机

    当客户端和DHCP服务器不属于同一广播域时，使用中继代理。

    当交换机配置为中继代理时，交换机中会修改DHCP数据包，对于从客户端发送的数据包，交换机会将自己的信息（IP地址和mac地址）添加到数据包，并将其发送到指向DHCP服务器的下一跳。从DHCP服务器接收的数据包将指向中继代理，然后交换机会将这些数据包转发回客户端。

    继续前面的示例，我们看到一个连接到VLAN 10上的接口Gigabitethernet1/0/12的客户端无法通过DHCP获取IP地址，现在C9000交换机是VLAN 10的默认网关，被配置为中继代理，DHCP服务器连接到VLAN 20上的接口Gigabitethernet1/0/1。

    Client connected to a Layer 3 switch configured as Relay Agent.连接到配置为中继代理的第3层交换机的客户端。

    步骤1:确认交换机正在接收DHCP发现。

    • 在面向客户端的接口上运行数据包捕获。请参阅上一个场景中的步骤3。

    第二步：检查IP帮助程序配置。

    • 必须启用DHCP服务。
    show run all | in dhcp
    service dhcp
    • VLAN 10 SVI下的IP helper命令。
    interface vlan10
     ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
    ip helper-address 192.168.20.1

    第三步：检查与DHCP服务器的连接。

    • 交换机必须具有从客户端VLAN到DHCP服务器的单播连接。您可以使用ping进行测试。
    c9300-01#ping 192.168.20.1 source vlan 10
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.20.1, timeout is 2 seconds:
    Packet sent with a source address of 192.168.10.1
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms

    第四步：确认交换机正在将DHCP数据包转发到下一跳。

    • 您可以运行debug ip dhcp server packet detail。
    *Feb  2 23:14:20.435: DHCPD: tableid for 192.168.10.1 on Vlan10 is 0
    *Feb  2 23:14:20.435: DHCPD: client's VPN is .
    *Feb  2 23:14:20.435: DHCPD: No option 125
    *Feb  2 23:14:20.435: DHCPD: No option 124
    *Feb  2 23:14:20.435: DHCPD: Option 125 not present in the msg.
    *Feb  2 23:14:20.435: DHCPD: using received relay info.
    *Feb  2 23:14:20.435: DHCPD: Looking up binding using address 192.168.10.1
    *Feb  2 23:14:20.435: DHCPD: setting giaddr to 192.168.10.1.
    *Feb  2 23:14:20.435: DHCPD: BOOTREQUEST from 0170.18a7.e84f.46 forwarded to 192.168.20.1.
    • 捕获数据包。您可以在控制平面上使用EPC。
    monitor capture cap control-plane both access-list DHCP
    monitor capture cap [start | stop]
    • 您也可以在出口端口使用SPAN。  
    Monitor session 1 source interface Gi1/0/1 tx
    Monitor session 1 destination interface [interface ID] encapsulation replicate
    note-icon

    注意：您必须在路径上仅配置一个中继代理。

    交换机配置为DHCP服务器

    在此场景中，交换机在本地配置了DHCP作用域。

    步骤1:检查基本配置。

    • 必须创建地址池，并配置网络、子网掩码和默认路由器。
    ip dhcp pool VLAN10
     network 192.168.10.0 255.255.255.0
     default-router 192.168.10.1
    • 必须启用DHCP服务。
    show run all | in dhcp
    service dhcp
    • 交换机必须与池中配置的网络具有单播连接。
    ping 192.168.10.1
    Type escape sequence to abort.
    Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.10.1, timeout is 2 seconds:
    !!!!!
    Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/1/1 ms
    • 所有静态配置的IP地址都必须从地址池范围中排除。
    ip dhcp excluded-address 192.168.10.1
    note-icon

    注意：如果交换机配置为DHCP服务器或中继代理，则必须启用服务DHCP。

    第二步：检验交换机是否租用了IP地址。

    • 您可以使用debug ip dhcp server packet detail。

    示例1：客户端直接连接到配置为VLAN 10上的DHCP服务器的Catalyst 9000交换机。

    Client connected to a Layer 3 switch configured as DHCP server.连接到配置为DHCP服务器的第3层交换机的客户端。

    Feb 16 19:03:33.828: DHCPD: DHCPDISCOVER received from client 0063.6973.636f.2d39.6335.342e.3136.6237.2e37.6436.342d.5477.6531.2f30.2f31 on interface Vlan10.DHCPD: Setting only requested parameters
    *Feb 16 19:03:33.828: DHCPD: Option 125 not present in the msg.
    *Feb 16 19:03:33.828: DHCPD: egress Interfce Vlan10
    *Feb 16 19:03:33.828: DHCPD: broadcasting BOOTREPLY to client 9c54.16b7.7d64.
    *Feb 16 19:03:33.828: Option 82 not present
    *Feb 16 19:03:33.828: DHCPD: tableid for 192.168.10.1 on Vlan10 is 0
    *Feb 16 19:03:33.828: DHCPD: client's VPN is .
    *Feb 16 19:03:33.828: DHCPD: No option 125
    *Feb 16 19:03:33.828: DHCPD: Option 124: Vendor Class Information
    *Feb 16 19:03:33.828:   DHCPD: Enterprise ID: 9
    *Feb 16 19:03:33.829:   DHCPD: Vendor-class-data-len: 10
    *Feb 16 19:03:33.829:   DHCPD: Data: 4339333030582D313259
    *Feb 16 19:03:33.829: DHCPD: DHCPREQUEST received from client 0063.6973.636f.2d39.6335.342e.3136.6237.2e37.6436.342d.5477.6531.2f30.2f31 on interface Vlan10
    *Feb 16 19:03:33.829: DHCPD: Client is Selecting (DHCP Request with Requested IP = 192.168.10.2, Server ID = 192.168.10.1)
    *Feb 16 19:03:33.829: DHCPD: Option 125 not present in the msg.
    *Feb 16 19:03:33.829: DHCPD: No default domain to append - abort updateDHCPD: Setting only requested parameters
    *Feb 16 19:03:33.829: DHCPD: Option 125 not present in the msg.
    *Feb 16 19:03:33.829: DHCPD: egress Interfce Vlan10
    *Feb 16 19:03:33.829: DHCPD: broadcasting BOOTREPLY to client 9c54.16b7.7d64

    示例2：客户端未直接连接到配置为DHCP服务器的Catalyst 9000交换机。

    在此场景中，客户端连接到设置为默认网关和中继代理的L3交换机，并且DHCP服务器托管在VLAN 20上的邻居Catalyst 9000交换机上。 

    Client not directly connected to the Layer 3 switch working as DHCP server.未直接连接到第3层交换机的客户端用作DHCP服务器。

    *Feb 16 19:56:35.783: DHCPD: DHCPDISCOVER received from client 0063.6973.636f.2d39.6335.342e.3136.6237.2e37.6436.342d.5477.6531.2f30.2f31 through relay 192.168.10.1.
    *Feb 16 19:56:35.783: DHCPD: Option 125 not present in the msg.
    *Feb 16 19:56:35.783: Option 82 not present
    *Feb 16 19:56:35.783: Option 82 not present
    *Feb 16 19:56:35.783: DHCPD: Option 125 not present in the msg.DHCPD: Setting only requested parameters
    *Feb 16 19:56:35.783: DHCPD: Option 125 not present in the msg.
    *Feb 16 19:56:35.783: DHCPD: egress Interfce Vlan20
    *Feb 16 19:56:35.783: DHCPD: unicasting BOOTREPLY for client 9c54.16b7.7d64 to relay 192.168.10.1.
    *Feb 16 19:56:35.785: Option 82 not present
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: tableid for 192.168.20.1 on Vlan20 is 0
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: client's VPN is .
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: No option 125
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: Option 124: Vendor Class Information
    *Feb 16 19:56:35.785:   DHCPD: Enterprise ID: 9
    *Feb 16 19:56:35.785:   DHCPD: Vendor-class-data-len: 10
    *Feb 16 19:56:35.785:   DHCPD: Data: 4339333030582D313259
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: DHCPREQUEST received from client 0063.6973.636f.2d39.6335.342e.3136.6237.2e37.6436.342d.5477.6531.2f30.2f31 on interface Vlan20
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: Client is Selecting (DHCP Request with Requested IP = 192.168.10.2, Server ID = 192.168.20.1)
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: Option 125 not present in the msg.
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: No default domain to append - abort updateDHCPD: Setting only requested parameters
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: Option 125 not present in the msg.
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: egress Interfce Vlan20
    *Feb 16 19:56:35.785: DHCPD: unicasting BOOTREPLY for client 9c54.16b7.7d64 to relay 192.168.10.1.
    note-icon

    注意：如果将交换机配置为同一VLAN的DHCP服务器和中继代理，则DHCP服务器优先。

    相关信息 

    修订历史记录

    版本 发布日期 备注
    1.0
    20-Feb-2024
    初始版本
    TAC Authored

    由思科工程师提供

    • 奥尔加·马丁内斯·安加里塔

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