DHCP获取地址慢原因

本文探讨了公司DHCP获取IP地址慢的问题,原因是交换机启用的STP(生成树协议)导致的。STP的主要功能是避免网络环路并确保拓扑收敛。在初始化阶段,交换机会进行多次生成树计算,影响了DHCP请求的转发速度。解决方案可能是配置交换机端口为spanning-tree portfast,以加快DHCP响应时间。

公司DHCP获取地址很慢,大概需要最长需要一分钟,禁用本地连接后,再启用本地连接,使用抓包工具,从抓包中看到,首先抓到的数据就是STP的数据包


 

由于大部分交换机为了避免环路,会使能STP(生成树协议)

生成树协议的主要功能有两个:一是在利用生成树算法、在以太网络中,创建一个以某台交换机的某个端口为根的生成树,避免环路。二是在以太网络拓扑发生变化时,通过生成树协议达到收敛保护的目的。

 生成树协议拓扑结构的思路是: 不论网桥(交换机)之间采用怎样物理联接,网桥(交换机)能够自动发现一个没有环路的拓扑结构的网路,这个逻辑拓扑结构的网路必须是树型的。生成树协议还能够确定有足够的连接通向整个网络的每一个部分。所有网络节点要么进入转发状态,要么进入阻塞状态,这样就建立了整个局域网的生成树。当首次连接网桥或者网络结构发生变化时,网桥都将进行生成树拓扑的重新计算。为稳定的生成树拓扑结构选择一个根桥, 从一点传输数据到另一点, 出现两以上条路径时只能选择一条距离根桥最短的活动路径。 生成树协议这样的控制机制可以协调多个网桥(交换机)共同工作, 使计算机网络可以避免因为一个接点的失败导致整个网络联接功能的丢失, 而且冗余设计的网络环路不会出现广播风暴

交换机默认的端口配置为自动识别模式,所以在端口起用前要进行多次生成树计算,寻找根桥(由于只有一台使能STP的交换机,所以这台交换机自己一直当根桥),根端口,指定端口。然后根据生成树协议,判断开启此端口为何种类型的端口,经过计算后,判断开启此端口,不会引起环路,然后才开始转发DHCP的广播。
注:有些高级一点的交换机,如果确定了端口类型为access一般在端口上起用spanning-tree portfast可以解决问题。
 起用span-tree 端口快速转发后,将不进行判断而是直接使用端口配置的模式进行转发,此时的端口配置样例:
  int f0/?
   # sw mode acc /dynamic
   # span portfast

但是以后操作此端口时,需要更谨慎一些。

 

以上理论有个测试方法,你可以将PC直接连接到路由器端口,记录获得DHCP分配的地址的时间,然后再经过一台开启了STP的交换机连接到路由器再DHCP获取地址,记录时间,就可以发现前者所需时间明显比后者短。

 

### STP配置对IP地址获取的影响 在网络环境中,STP(Spanning Tree Protocol)的主要作用是防止网络中的环路问题。然而,在某些情况下,STP的收敛时间可能会延迟设备接入网络的时间,从而间接影响DHCP客户端获取IP地址的速度[^1]。 为了优化IP地址获取速度,可以从以下几个方面入手: #### 1. 调整STP模式 不同的STP协议有不同的收敛时间和性能表现。可以选择更高效的STP模式来减少网络稳定所需的时间: - **PVST (Per VLAN Spanning Tree)**:为每个VLAN单独维护一棵生成树,适合复杂的多VLAN环境,但会增加交换机CPU负载。 - **RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol)**:相比传统STP具有更快的收敛速度,能够显著缩短端口进入转发状态的时间。 - **MSTP (Multiple Spanning Tree Protocol)**:允许多个VLAN共享同一棵生成树实例,既减少了资源消耗又保持较快的收敛能力[^1]。 建议在支持的情况下启用 RSTP 或 MSTP 来替代传统的 STP,以加快网络拓扑变化后的重新计算过程。 #### 2. 启用PortFast功能 对于连接终端设备而非其他交换机的接口,应开启 PortFast 功能。此特性可以让这些端口跳过侦听和学习阶段直接进入转发状态,大幅降低等待时间。具体操作如下所示: ```cisco-ios interface GigabitEthernet0/1 spanning-tree portfast no shutdown ``` #### 3. 设置BPDU防护机制 当启用了PortFast 的端口收到 BPDU 数据包时,默认行为会使该端口返回正常模式并经历完整的 STP 收敛流程。这可能导致短暂的服务中断。为了避免这种情况发生,可以在相关端口上应用 bpdu-guard 命令保护 PortFast 效果不受干扰。 ```cisco-ios interface GigabitEthernet0/1 spanning-tree bpduguard enable ``` #### 4. 减少最大老化时间(Max Age Timer) 调整 Max Age 计时器数值可进一步压缩整个系统的响应周期。不过需要注意的是更改此项参数需谨慎权衡稳定性与效率之间的关系。 ```cisco-ios spanning-tree vlan 1 max-age 10 ``` 以上措施均有助于改善因 STP 导致 DHCP 地址分发延缓的现象[^2]。 另外还需注意检查是否存在其他潜在因素造成 IP 获取的情况,比如 DHCP Server 配置不当或者链路上存在过多广播流量等问题[^3][^4]。 ### 实现方案总结 综上所述,通过合理选择合适的 STP 版本、激活 PortFast 及其配套的安全策略以及适当调节计时参数等方式可以有效缓解由于 STP 引起的 DHCP 客户端取号迟滞状况。
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