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动态主机配置协议的基本概念
432017-11-07

动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol,DHCP)使管理员能够为局域网上的客户端分配IP地址、子网掩码、网关、DNS等其他配置信息。本文及后续文章将介绍与DHCP相关的概念,以及在网络上部署和配置DHCP服务器的步骤。

为了与IP网络进行通信,每台计算机都需要IP地址,这个地址可以手动配置,也可以自动配置。对于IPv4协议,局域网内部绝大多数设各的配置都是通过DHCP服务器自动获取的。

除此之外,DHCP服务器还可以分配IPv6地址,但这在应用中并不常见,因为IPv6主机默认可以自行配置地址。

DHCP服务器旨在为计算机分配IP地址。没有IPv4地址的计算机要自动获取地址时,首先会在网络上广播DHCP Discover数据包。这些DHCP Discover消息会通过相邻的网线、集线器和交换机传播。如果DHCP服务器处在该计算机的广播范围内,那么服务器便会收到消息,并为客户端计算机提供IPv4地址配置,从而对其进行响应。配置中至少包含一个v4地址和一个子网掩码,但通常还有默认网关、DNS服务器等其他设置。DHCP客户端与DHCP服务器间的协商过程分为4个阶段。

DHCP客户端与DHCP服务器间的协商过程的4个阶段

(1)广播DHCP Discover。

在这个阶段中,客户端在局域网中广播DHCP Discover消息,以查找可用的DHCP服务器。这种广播只能到达最近的路由器(如果该路由器不将其转发)。

(2)用DHCP Offer响应。

如果DHCP服务器连接到局域网,能够为DHCP客户端分配IP地址,那么它会向DHCP客户端单播一条DHCP Offer消息。DHCP offer消息包含DHCP配置参数和DHCP作用域中可用的IP地址。如果DHCP服务器上有与DHCP客户端的MAC地址匹配的保留,则会为该DHCP客户端提供保留的IP地址。

(3)用DHCP Request响应。

在DHCP协商的第三个阶段中,DHCP客户端会响应DHCP Offer消息,请求DHCP offer消息中包含的IP地址。

(4)用DHCP ACK确认。

如果DHCP客户端请求的IP地址仍然可用,那么DHCP服务器会用DHCP ACK确认消息进行响应。这样,客户端就可以使用该IP地址了。

1、地址租约

每台DHCP服务器都会维护一个数据库,存储分发给客户端的地址。在默认情况下,若DHCP服务器为某台计算机分配一个地址,该地址会有6-8天的租用期限(具体取决于服务器的配置)。

DHCP服务器会跟踪已出租的地址,防止同一地址分配给多个客户端。为防止将IP地址分配给从网络断开的客户端,DHCP服务器在DHCP租用期限过后会将其收回,若DHCP租用期限过半,DHCP客户端会向DHCP服务器提交续订请求。

如果DHCP服务器在线,那么该DHCP服务器一般会接受续订,租约周期重新开始。

如果DHCP服务器不可用,DHCP客户端则会在剩余租期过半时尝试剧新DHCP租约。

如果DHCP服务器在租用期限到达87.5%时仍不可用,DHCP客户端会尝试定位新的DHCP服务器,这样可能会得到不同的IP地址。

如果DHCP客户端正常关机,或其管理员运行ipconfig/release命令,客户端会向分配IP地址的DHCP服务器发送DHCP Release消息。

随后,DHCP服务器会将该地址标记为可用,可以再将其分配给其他DHCP客户端。如果DHCP客户端突然从网络上断开,而没有机会发送DHCP Release消息,那么在DHCP租用期满之前,DHCP服务器不会将这个IP地 址分配给其他客户瑞。考虑到这一点,对于客户端频繁连接和断开的网络,编短DHCP租约用很重要。

2、DHCP作用域

在DHCP服务器能够将伊地址租给客户端之前,必须为DHCP服务器定义IP地址范围。这个范围称为“作用域”,其定义了网络上DHCP服务所针对的单个物理子网。

当DHCP服务器同时连接多个子网时,必须为每个子网定义作用域和相关联的地址范围,作用域为DHCP服务器管理网络上客户端IP地址和选项的分发与分配提供了重要手段。

3、DHCP选项

除地址租约外,DHCP选项还会为客户瑞提供额外的配置参数(例如,DNS或WINS服务器地址)。如果某户端计算机的TCP/IP属性已被配置为自动获取DNS服务器地址,那么这台计算机便依赖于DHCP服务器上配置的DHCP选项来获取DNS服务器地址。

目前DHCP服务的选项共有60余个,就IPv4配置而言,最常见的选项包括以下几个:

(1)003路由器。该选项用于指定与DHCP客户位于同一子网的路由器的IPv4地址列表.客户端会在必要时与这些路由器联系,以便向远程主机转发IPv4数据包。

(2)006 DNS服务器。该选项用于指定DNS名称服务器的IP地址,DHCP客户端可以通过这种服务器来处理域名查询。

(3)051 DNS域名。该选项用于指定在DHCP户端进行DNS域名解析的过程中遇到非限定性名称时所使用的域名。该选项还使客户端能够执行动态DNS更新。

(4)051租约。该选项只会为远程访问客户瑞分配特殊的租用期限,该选项依于这种类型的客户发布的用户类别信息。

DHCP选项可以分配给整个作用域,可以在服务器层面进行分配,可以将设置应用于DHCP服务器安装定义的所有作用域中的所有租约,也可以在保留层面针对单个计算机进行分配。

在添加“DHCP服务器”角色之后,管理员可以使用DHCP控制台来完成进一步的配置任务。这些任务包括配置排除,创建地址保留,调整作用域的租用期限,配置额外的作用域或服务器选项。

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