DHCP

DHCP

DHCP 是 Dynamic Host Configuration Protocol(动态主机分配协议)缩写

        

      自动分配，其情形是：一旦 DHCP 客户端第一次成功的从 DHCP 服务器端租用到 IP 地址之后，就永远使用这个地址。

　　动态分配，当 DHCP 第一次从 DHCP 服务器端租用到 IP 地址之后，并非永久的使用该地址，只要租约到期，客户端就得释放(release)这个 IP 地址，以给其它工作站使用。当然，客户端可以比其它主机更优先的更新(renew)租约，或是租用其它的 IP 地址。 动态分配显然比自动分配更加灵活，尤其是当您的实际 IP 地址不足的时候，例如：您是一家 ISP ，只能提供 200 个IP地址用来给拨接客户，但并不意味着您的客户最多只能有 200 个。因为要知道，您的客户们不可能全部同一时间上网的，除了他们各自的行为习惯的不同，也有可能是电话线路的限制。这样，您就可以将这 200 个地址，轮流的租用给拨接上来的客户使用了。这也是为什么当您查看 IP 地址的时候，会因每次拨接而不同的原因了(除非您申请的是一个固定 IP ，通常的 ISP 都可以满足这样的要求，这或许要另外收费)。当然，ISP 不一定使用 DHCP 来分配地址，但这个概念和使用 IP Pool 的原理是一样的。 DHCP 除了能动态的设定 IP 地址之外，还可以将一些 IP 保留下来给一些特殊用途的机器使用，它可以按照硬件地址来固定的分配 IP 地址，这样可以给您更大的设计空间。同时，DHCP 还可以帮客户端指定 router、netmask、DNS Server、WINS Server、等等项目，您在客户端上面，除了将 DHCP 选项打勾之外，几乎无需做任何的 IP 环境设定。

DHCP 的工作原理

寻找 Server。当 DHCP 客户端第一次登录网络的时候，也就是客户发现本机上没有任何 IP 数据设定，它会向网络发出一个 DHCP DISCOVER 封包。因为客户端还不知道自己属于哪一个网络，所以封包的来源地址会为 0.0.0.0 ，而目的地址则为 255.255.255.255 ，然后再附上 DHCP discover 的信息，向网络进行广播。 在 Windows 的预设情形下，DHCP discover 的等待时间预设为 1 秒，也就是当客户端将第一个 DHCP discover 封包送出去之后，在 1 秒之内没有得到响应的话，就会进行第二次 DHCP discover 广播。若一直得不到响应的情况下，客户端一共会有四次 DHCP discover 广播(包括第一次在内)，除了第一次会等待 1 秒之外，其余三次的等待时间分别是 9、13、16 秒。如果都没有得到 DHCP 服务器的响应，客户端则会显示错误信息，宣告 DHCP discover 的失败。之后，基于使用者的选择，系统会继续在 5 分钟之后再重复一次 DHCP discover 的过程。

　　 提供 IP 租用地址。当 DHCP 服务器监听到客户端发出的 DHCP discover 广播后，它会从那些还没有租出的地址范围内，选择最前面的空置 IP ，连同其它 TCP/IP 设定，响应给客户端一个 DHCP OFFER 封包。 由于客户端在开始的时候还没有 IP 地址，所以在其 DHCP discover 封包内会带有其 MAC 地址信息，并且有一个 XID 编号来辨别该封包，DHCP 服务器响应的 DHCP offer 封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。根据服务器端的设定，DHCP offer 封包会包含一个租约期限的信息。

　　 接受 IP 租约。如果客户端收到网络上多台 DHCP 服务器的响应，只会挑选其中一个 DHCP offer 而已(通常是最先抵达的那个)，并且会向网络发送一个DHCP request广播封包，告诉所有 DHCP 服务器它将指定接受哪一台服务器提供的 IP 地址。 同时，客户端还会向网络发送一个 ARP 封包，查询网络上面有没有其它机器使用该 IP 地址；如果发现该 IP 已经被占用，客户端则会送出一个 DHCPDECLIENT 封包给 DHCP 服务器，拒绝接受其 DHCP offer ，并重新发送 DHCP discover 信息。 事实上，并不是所有 DHCP 客户端都会无条件接受 DHCP 服务器的 offer ，尤其这些主机安装有其它 TCP/IP 相关的客户软件。客户端也可以用 DHCP request 向服务器提出 DHCP 选择，而这些选择会以不同的号码填写在 DHCP Option Field 里面：

　　换一句话说，在 DHCP 服务器上面的设定，未必是客户端全都接受，客户端可以保留自己的一些 TCP/IP 设定。而主动权永远在客户端这边。

　　 租约确认。当 DHCP 服务器接收到客户端的 DHCP request 之后，会向客户端发出一个 DHCPACK 响应，以确认 IP 租约的正式生效，也就结束了一个完整的 DHCP 工作过程。 如上的工作流程如下图：

　　DHCP 发放流程第一次登录之后： 一旦 DHCP 客户端成功地从服务器哪里取得 DHCP 租约之后，除非其租约已经失效并且 IP 地址也重新设定回 0.0.0.0 ，否则就无需再发送 DHCP discover 信息了，而会直接使用已经租用到的 IP 地址向之前之 DHCP 服务器发出 DHCP request 信息，DHCP 服务器会尽量让客户端使用原来的 IP 地址，如果没问题的话，直接响应 DHCPack 来确认则可。如果该地址已经失效或已经被其它机器使用了，服务器则会响应一个 DHCPNACK 封包给客户端，要求其从新执行 DHCP discover。 至于 IP 的租约期限却是非常考究的，并非如我们租房子那样简单， 以 NT 为例子：DHCP 工作站除了在开机的时候发出 DHCP request 请求之外，在租约期限一半的时候也会发出 DHCP request ，如果此时得不到 DHCP 服务器的确认的话，工作站还可以继续使用该 IP ；当租约期过了87.5%时，如果客户机仍然无法与当初的DHCP服务器联系上，它将与其它DHCP服务器通信。如果网络上再没有任何DHCP服务器在运行时，该客户机必须停止使用该IP地址，并从发送一个Dhcpdiscover数据包开始，再一次重复整个过程。要是您想退租，可以随时送出 DHCPRELEASE 命令解约，就算您的租约在前一秒钟才获得的。

　　跨网络的 DHCP 运作 从前面描述的过程中，我们不难发现：DHCDISCOVER 是以广播方式进行的，其情形只能在同一网络之内进行，因为 router 是不会将广播传送出去的。但如果 DHCP 服务器安设在其它的网络上面呢？由于 DHCP 客户端还没有 IP 环境设定，所以也不知道 Router 地址，而且有些 Router 也不会将 DHCP 广播封包传递出去，因此这情形下 DHCP DISCOVER 是永远没办法抵达 DHCP 服务器那端的，当然也不会发生 OFFER 及其它动作了。要解决这个问题，我们可以用 DHCP Agent (或 DHCP Proxy )主机来接管客户的 DHCP 请求，然后将此请求传递给真正的 DHCP 服务器，然后将服务器的回复传给客户。这里，Proxy 主机必须自己具有路由能力，且能将双方的封包互传对方。 若不使用 Proxy，您也可以在每一个网络之中安装 DHCP 服务器，但这样的话，一来设备成本会增加，而且，管理上面也比较分散。当然喽，如果在一个十分大型的网络中，这样的均衡式架构还是可取的。端视您的实际情况而定了。

          Windows 2003下DHCP服务器配置

在Windows Server 2003系统中默认没有安装DHCP服务，因此需要安装DHCP服务。

　　第1步 单击“开始”按钮，在“控制面板”中双击“添加或删除程序”图标，在打开的窗口左侧单击“添加/删除Windows组件”按钮，打开“Windows组件向导”对话框。

　　第2步 在“组件”列表中找到并勾选“网络服务”复选框，然后单击“详细信息”按钮，打开“网络服务”对话框。接着在“网络服务的子组件”列表中勾选“动态主机配置协议(DHCP)”复选框，依次单击“确定→下一步”按钮开始配置和安装DHCP服务。最后单击“完成”按钮完成安装。

　　提示:如果是在Active Directory(活动目录)域中部署DHCP服务器，还需要进行授权才能使DHCP服务器生效。本例的网络基于工作组管理模式，因此无需进行授权操作即可进行创建IP作用域的操作。

 

创建IP作用域

　　　要想为同一子网内的所有客户端电脑自动分配IP地址，首先要做就是创建一个IP作用域，这也是事先确定一段IP地址作为IP作用域的原因。下面开始创建IP作用域的操作。

　　第1步 依次单击“开始→管理工具→DHCP”，打开“DHCP”控制台窗口。在左窗格中右击DHCP服务器名称，执行“新建作用域”命令。

　　第2步 在打开的“新建作用域向导”对话框中单击“下一步”按钮，打开“作用域名”向导页。在“名称”框中为该作用域键入一个名称(如“CCE”)和一段描述性信息，单击“下一步”按钮。

　　小提示:这里的作用域名称只起到一个标识的作用，基本上没有实际应用。

　　第3步 打开“IP地址范围”向导页，分别在“起始IP地址”和“结束IP地址”编辑框中键入事先确定的IP地址范围(本例为“10.115.223.2～10.115.223.254”)。接着需要定义子网掩码，以确定IP地址中用于“网络/子网ID”的位数。由于本例网络环境为城域网内的一个子网，因此根据实际情况将“长度”微调框的值调整为“23”，单击“下一步”按钮(图3)。

　　第4步 在打开的“添加排除”向导页中可以指定排除的IP地址或IP地址范围。由于已经使用了几个IP地址作为其它服务器的静态IP地址，因此需要将它们排除。在“起始IP地址”编辑框中键入排除的IP地址并单击“添加”按钮。重复操作即可，接着单击“下一步”按钮。

　　第5步 在打开的“租约期限”向导页中，默认将客户端获取的IP地址使用期限限制为8天。如果没有特殊要求保持默认值不变，单击“下一步”按钮。

　　第6步 打开“配置DHCP选项”向导页，保持选中“是，我想现在配置这些选项”单选框并单击“下一步”按钮。在打开的“路由器(默认网关)”向导页中根据实际情况键入网关地址(本例为“10.115.223.254”)并依次单击“添加→下一步”按钮。

　　第7步 在打开的“域名称和DNS服务器”向导页中没有做任何设置，这是因为网络中没有安装DNS服务器且尚未升级成域管理模式.依次单击“下一步”按钮，跳过“WINS服务器”向导页打开“激活作用域”向导页。保持“是，我想现在激活此作用域”单选框选中状态，并依次单击“下一步”→“完成”按钮结束配置。

　　设置DHCP客户端

　　　安装了DHCP服务并创建了IP作用域后， 要想使用DHCP方式为客户端电脑分配IP地址，除了网络中有一台DHCP服务器外，还要求客户端电脑应该具备自动向DHCP服务器获取IP地址的能力，这些客户端电脑就被称作DHCP客户端。

　　因此我们对一台运行Windows XP的客户端电脑面前进行了如下设置:在桌面上右击“网上邻居”图标，执行“属性”命令。在打开的“网络连接”窗口中右击“本地连接”图标并执行“属性”，打开“本地连接 属性”对话框。然后双击“Internet协议(TCP/IP)”选项，点选“自动获得IP地址”单选框，并依次单击“确定”按钮。

　　提示:默认情况下端电脑使用的都是自动获取IP地址的方式，一般无需进行修改，只需检查一下就行了。

　　至此，DHCP服务器端和客户端已经全部设置完成了。在DHCP服务器正常运行的情况下，首次开机的客户端会自动获取一个IP地址并拥有八天的使用期限。

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