Catalyst 9000交換機上的DHCP故障排除

已更新: 2024 年 2 月 20 日
文件 ID:221717

無偏見用語

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    簡介

    本文說明如何對Catalyst 9000交換器上的DHCP進行疑難排解。

    必要條件

    需求

    思科建議您瞭解以下主題：

    • Catalyst 9000系列交換器架構。
    • 動態主機設定通訊協定(DHCP)。

    採用元件

    本文中的資訊係根據以下軟體和硬體版本：

    • C9200
    • C9300
    • C9500
    • C9400
    • C9600

    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。

    相關產品

    本文件也適用於以下硬體和軟體版本：

    • 採用Cisco IOS® XE 16.x的Catalyst 3650/3850系列交換器。

    疑難排解

    當您排除DHCP故障時，必須確認一些重要資訊，才能確定問題的來源。從源到目的地繪製網路拓撲並確定裝置及其角色非常重要。

    根據這些角色，可以採取一些操作來開始故障排除。

    配置為第2層網橋的交換機

    在此場景中，交換機需要接收和轉發DHCP資料包，不需要進行任何修改。  

    步驟 1.確認封包的路徑。

    • 確定客戶端和指向DHCP伺服器的下一跳裝置連線的介面。
    • 確定受影響的VLAN。

    示例：請考慮以下拓撲，其中連線到C9300交換機VLAN 10中介面Gigabitethernet1/0/12的客戶端無法通過DHCP獲取IP地址。DHCP伺服器連線在VLAN 10上的介面Gigabitethernet1/0/1上。

    Client connected to a Layer 2 switch.連線到第2層交換機的客戶端。

    tip-icon

    提示：如果問題影響多個裝置和VLAN，請選擇一個客戶端執行故障排除。

    步驟 2.檢查第2層路徑

    • 必須在交換機上建立並啟用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
    • 必須在入口和出口介面上允許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
    • 交換機必須在正確的VLAN中獲知客戶端的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
    • 如果已配置DHCP監聽，請確保信任介面設定正確。

    步驟 3.確保交換機在客戶端埠上接收DHCP發現資料包。

    • 您可以使用嵌入式資料包捕獲(EPC)工具。
    • 要僅過濾DHCP資料包，請配置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
    • 在客戶端埠上配置並啟動入站方向的資料包捕獲。
    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
    • 驗證捕獲的內容。
    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：在正常情況下，如果您在客戶端埠上雙向採用EPC，則可以看到已完成DORA進程。

    步驟 4.確保交換機正在轉發DHCP發現。

    • 您可以在輸出連線埠上以傳出方向進行擷取。
    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：要確認在捕獲中收集的DHCP發現屬於正在故障排除的客戶端，可以使用display-filter選項將過濾器dhcp.hw.mac_addr應用到EPC。

    此時，我們已經確認交換機正在轉發DHCP資料包，故障排除可以轉移到DHCP伺服器。

    配置為中繼代理的交換機

    當客戶端和DHCP伺服器不屬於同一廣播域時，使用中繼代理。

    當交換器設定為中繼代理時，會在交換器中修改DHCP封包，對於從使用者端傳送的封包，交換器會將自己的資訊（IP位址和mac位址）新增到封包中，並將其傳送到前往DHCP伺服器的下一個躍點。從DHCP伺服器收到的資料包將指向中繼代理，然後交換機會將這些資料包轉發回客戶端。

    繼續以上場景中的示例，我們看到連線到VLAN 10介面Gigabitethernet1/0/12的客戶端無法通過DHCP獲取IP地址，現在C9000交換機是VLAN 10的預設網關，並被配置為中繼代理，DHCP伺服器連線到VLAN 20上的介面Gigabitethernet1/0/1。

    Client connected to a Layer 3 switch configured as Relay Agent.連線到配置為中繼代理的第3層交換機的客戶端。

    步驟 1.確認交換機正在接收DHCP發現。

    • 在面向客戶端的介面上運行資料包捕獲。請參閱上一情境中的步驟3。

    步驟 2.檢查IP幫助程式配置。

    • 必須啟用DHCP服務。
    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

    步驟 3.檢查與DHCP伺服器的連線。

    • 交換機必須具有從客戶端VLAN到DHCP伺服器的單播連線。您可以使用ping進行測試。
    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

    步驟 4.確認交換機正在將DHCP資料包轉發到下一跳。

    • 您可以運行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.
    • 捕獲資料包。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]
    • 您也可以在輸出連線埠中採用SPAN。  
    Monitor session 1 source interface Gi1/0/1 tx
    Monitor session 1 destination interface [interface ID] encapsulation replicate
    note-icon

    注意：您必須在路徑上僅配置一個中繼代理。

    交換機配置為DHCP伺服器

    在此場景中，交換機在本地配置了DHCP作用域。

    步驟 1.檢查基本配置。

    • 必須建立池，並配置網路、子網掩碼和預設路由器。
    ip dhcp pool VLAN10
     network 192.168.10.0 255.255.255.0
     default-router 192.168.10.1
    • 必須啟用DHCP服務。
    show run all | in dhcp
    service dhcp
    • 交換機必須與池中配置的網路進行單播連線。
    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
    • 所有靜態配置的IP地址都必須從地址池範圍中排除。
    ip dhcp excluded-address 192.168.10.1
    note-icon

    注意：如果交換機配置為DHCP伺服器或中繼代理，則必須啟用服務DHCP。

    步驟 2.驗證交換機是否租用IP地址。

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

    示例1：客戶端直接連線到配置為VLAN 10上的DHCP伺服器的Catalyst 9000交換機。

    Client connected to a Layer 3 switch configured as DHCP server.連線到配置為DHCP伺服器的第3層交換機的客戶端。

    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：客戶端未直接連線到配置為DHCP伺服器的Catalyst 9000交換機。

    在此案例中，使用者端連線到設定為預設閘道和中繼代理的L3交換器，而DHCP伺服器則託管在VLAN 20上的相鄰Catalyst 9000交換器上。 

    Client not directly connected to the Layer 3 switch working as DHCP server.未直接連線到第3層交換機的客戶端使用DHCP伺服器。

    *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：如果交換機配置為同一VLAN的DHCP伺服器和中繼代理，則DHCP伺服器優先。

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    修訂記錄

    修訂 發佈日期 意見
    1.0
    20-Feb-2024
    初始版本
    TAC Authored

    由思科工程師貢獻

    • 奧爾加·馬丁內斯·安加里塔

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