浅论校园网中DHCP服务器合理分配IP地址

浅论校园网中DHCP服务器合理分配IP地址摘要：论述了Windows2003serverDHCP服务器的原理及工作过程。关键字：DHCP服务器配置应用目前，网络已经运用于全国各地，随着网络的不段扩张，对于一个网络维护人员来说，分配和管理网络内部计算机的IP地址是一件不太容易的事情，这个问题在网络内部的主机数量较多时更加突出，尤其是主机数量大于可用IP地址数量的时候。为了方便将来的IP地址资源管理，我们首先配置一个DHCP服务器，来自动完成校园网内部计算机的IP地址分配工作。DHCP就是DynmicHostConfigurationProtocol（动态主机分配协议）是一个简化主机IP地址分配管理的TCP/IP标准协议。用户可以利用DHCP服务器管理动态的IP地址分配及其他相关的环境配置工作，DHCP可自动将IP地址、掩码、网关、DNS分配给用户。DHCP服务器的搭建一般可采用两种方式。方式一：操作系统+服务器。方式二：采用汇聚交换机自带的DHCP服务器功能，为各汇聚交换机下的用户自动分配IP地址。一、DHCP服务器的实际应用对于DHCP来说，最好的好处就在于它可以集中管理大量的IP，在很多网络结构中，这个服务器的使用是必不可少的。在日常的校园网维护中，管理数百台机器的IP地址是比较令人头疼的一件事。现实情况一，校园网的Internet的连接采用代理服务器或路由器模式，为保证各工作站能正常访问Internet，必须在每个客户端添加网关设置；情况二，学校的校园网发布，一般都分为对内版和对外版，考虑到校内老师访问的方便，需提供校内域名解析（例如我们学校对内使用，对外），因此要在每个客户端添加校内DNS服务器设置。一、DHCP服务器的安装及配置DHCP指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码。首先，DHCP服务器必须是一台安装有Windows2003server系统的计算机；其次，担任DHCP服务器的计算机需要安装TCP/IP协议，并为其设置静态IP地址、子网掩码、默认网关等内容。默认情况下，DHCP作为Windows2003Server的一个服务组件不会被系统自动安装，必须把它加进来：1、单击开始，指向控制面板，然后单击“添加或删除程序”，在“添加或删除程序”对话框中，单击添加/删除Windows组件。2、在Windows组件向导中，单击组件列表中的网络服务，然后单击详细信息，在网络服务的子组件对话框中，单击选中“动态主机配置协议(DHCP)”复选框，然后单击确定。3、在Windows组件向导中，单击下一步，启动安装程序。出现提示时，将WindowsServer2003CD-ROM插入计算机的CD-ROM或者DVD-ROM驱动器。安装程序会将DHCP服务器和工具文件复制到计算机上。4、重新启动计算机后，在“开始→程序→管理工具”下就会出现“DHCP”一项，说明DHCP服务安装成功。二、校园网中DHCP服务器分配IP地址的过程校园中的网络管理员，要管理学校机房数百台机器。如果给每台机器分配一个IP地址是比较令人头疼的一件事。那么利用DHCP服务器刚好可以解决这个问题。1.管理员利用DHCP服务器自动从DHCP服务器获取IP地址，要想获取IP地址，必须经历IP发现、IP租用提供、选择、确认四个阶段。如图1所示。(1)IP发现管理员在请求租用时，并不知道其IP地址和服务器的IP地址。为了能继续工作。管理员就将0.0.0.0作为其地址，并将255.255.255.255作为服务器的地址，然后在UDP端口67和68上发送一个DHCP发现消息（DHCPdiscorermessage）的广播。发现消息中包含管理员管理机器（下面统称为客户机）的MAC地址和NetBIOS名。一旦发送了第一个发现消息，客户机就为得到一个提供等待1s。如果在此时间内没有得到DHCP服务的响应，客户就重复请求3次，时间间隔为9s、13s、和16s。如果客户机仍没听到应答，它就每隔5分钟继续广播发现消息，直到它收到一个应答。(2)IP租用提供在第二阶段，接收到发现消息广播的任何服务器，就用一个“提供消息（Offermessage）”给出响应。提供消息是从服务器到客户的建议，它包含一个IP地址，一个子网掩码和租用期，以及提供建议的DHCP服务器地址。所提供的IP地址将被暂时预留，这样可保证服务器不向多个客户机提供同一个地址。根据请求客户机的MAC地址，所有的提供被直接送往发出请求的客户机。(3)IP租用选择在DHCP服务的第三阶段，客户机始终选择第一个到达的提供，为了表示收到提供，客户机就广播一个接受的消息，在消息中包含了它所选择的服务器的IP地址。通过此次广播，末被选中的服务就不再预留它们所提供的地址。(4)IP租用确认在第四阶段，一旦所选择的DHCP服务器从客户接受消息，它就将所选择的IP地址标记为被租用，然后将一个名为DHCPACK的确认消息发送回客户机。该DHCPACK确认信息包括指定的任何DHCP选项、IP地址和子网掩码。当客户接收到此消息时，就将消息填入TCP/IP协议栈，这样就实现了客户机的全自动配置。2.“租约”形成后，DHCP服务发挥作用，在不同的“租约期限”将会经历的几个阶段：（1）重新登录。以后校园网中的用户每次重新登录网络时，就会省略前两个步骤，而是直接发送REQUEST请求信息，当服务器收到这一信息后，会尝试让用户继续使用原来的IP地址，并回答ACK确认信息。遇到特殊情况，如IP地址已分配给其他用户使用，则服务器将回答NACK否认信息，此时，一切将从第一步骤重新开始。（2）更新租约阶段。任何租约都有一个租借期限，期满后，DHCP服务器便会收回出租的网络配置参数。如果要延长其IP租约，则必须更新其租约。系统约定，用户IP租约过半时，用户会自动发送更新租约的REQUEST信息，如果服务器是可用，通常回送一个ACK信息，同意用户的请求。（3）重新捆绑阶段。当租用期达到出租时间的近87.5%以上时，用户如果在前一次请求中没能更新租约，则它会再次试图更新租用期。如果这次更新失败，用户会试着与任何一个DHCP服务器联系以另获得一个有效的网络配置参数。如果有另外的服务器能够分配参数的话，用户重新捆绑IP地址。如果客户端租约已满，则一切从头开始。