計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)二DHCP服務(wù)的配置和管理

1、海南大學(xué)2012年計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：DHCP服務(wù)的配置和管理 學(xué)院：信息學(xué)院專業(yè)及班級：通信工程（3）班姓名：李江虹學(xué)號：20101613310068指導(dǎo)老師：任佳實(shí)驗(yàn)二 DHCP服務(wù)的配置和管理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解DHCP的工作原理2、了解DHCP分配IP地址的過程3、掌握DHCP服務(wù)器的設(shè)置二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與環(huán)境Windows 2000 Server/Advance Server主機(jī)組成的局域網(wǎng)、DNS服務(wù)器及Internet接入三、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、DHCP的功能任務(wù)DHCP的任務(wù)是集中管理IP地址并自動配置IP地址的相關(guān)參數(shù)（如子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)、DNS等）。在使用TCP/I

2、P協(xié)議棧的網(wǎng)絡(luò)通信中，每一臺計(jì)算機(jī)都必須有一個(gè)唯一的IP地址，通過這個(gè)IP地址與其他的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，每臺計(jì)算機(jī)在設(shè)置IP地址時(shí)可以使用靜態(tài)IP地址和動態(tài)IP地址。使用靜態(tài)IP地址必須通過手工輸入，在配置是容易出錯(cuò)，網(wǎng)絡(luò)用戶較多（多于254臺）時(shí)不建議使用。可以使用動態(tài)IP地址，有DHCP服務(wù)器來提供并自動完成設(shè)置操作。當(dāng)DHCP客戶端啟動時(shí)，它會自動與DHCP服務(wù)器建立聯(lián)系，并要求DHCP服務(wù)器給它提供IP地址。當(dāng)DHCP服務(wù)器收到客戶端請求后，會根據(jù)服務(wù)器中現(xiàn)有的IP地址情況，采取一定的方式給客戶端分配一個(gè)IP地址。服務(wù)器給客戶端提供IP地址的方式有兩種：1）永久租用當(dāng)客戶端向服務(wù)器租用到

3、IP地址后，這個(gè)IP地址就永遠(yuǎn)給這個(gè)客戶端使用。這種方式主要用于網(wǎng)絡(luò)中IP地址足夠充裕的情況。2）限定租期當(dāng)客戶端從DHCP服務(wù)器租用到IP地址后，客戶端對該IP地址的使用只是暫時(shí)的。如果客戶端在租期到期前并沒有更新租期，DHCP服務(wù)器將收回該IP地址，并提供給其他的DHCP客戶端使用。當(dāng)該客戶端再次向DHCP服務(wù)器申請IP地址時(shí)，由DHCP服務(wù)器重新提供其他的IP地址使用。限定租期的方式可以解決IP地址不夠時(shí)的困擾。2、DHCP的工作原理當(dāng)作為DHCP客戶端的計(jì)算機(jī)第一次啟動時(shí)，它經(jīng)過一系列的步驟以獲得其TCP/IP配置信息，并得到IP地址的租期。租期是指客戶端從服務(wù)器獲得完整的TCP/CP

4、配置后對該TCP/IP配置的使用時(shí)間。客戶端從服務(wù)器獲得完整的TCP/IP配置需要經(jīng)過以下幾個(gè)過程。DHCP客戶端 DHCP提供 DHCP應(yīng)答DHCP發(fā)現(xiàn)DHCP請求DHCP服務(wù)器1）DHCP的發(fā)現(xiàn)該過程是DHCP工作的第一步，也稱為IP發(fā)現(xiàn)。以下幾種情況需要進(jìn)行DHCP發(fā)現(xiàn)l 當(dāng)客戶端第一次以DHCP客戶端使用TCP/IP協(xié)議棧時(shí)，即第一次向DHCP服務(wù)器請求TCP/IP配置時(shí)。l 客戶端從使用固定IP地址轉(zhuǎn)向使用DHCP時(shí)。l 該DHCP客戶端所租用的IP地址已被DHCP服務(wù)器收回，并已提供給其他的DHCP客戶端使用時(shí)。當(dāng)DHCP客戶端發(fā)出TCP/IP配置請求時(shí)，DHCP客戶端既不知道自己

5、的IP地址，也不知道服務(wù)器的IP地址。DHCP客戶端使用0.0.0.0作為自己的IP地址，255.255.255.255作為服務(wù)器的地址。然后在UDP（User Datagram Protocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）的67或68端口廣播發(fā)送一個(gè)DHCP發(fā)現(xiàn)信息。該發(fā)現(xiàn)信息含有DHCP客戶端的網(wǎng)卡的MAC地址和計(jì)算機(jī)NetBIOS名稱。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)DHCP發(fā)現(xiàn)信息發(fā)送出去后，DHCP客戶端將等待1秒鐘的時(shí)間。在此期間，如果沒有DHCP服務(wù)器響應(yīng)，DHCP客戶端將分別在第9秒、第13秒和第16秒時(shí)重復(fù)發(fā)送一次DHCP發(fā)現(xiàn)信息。如果還沒有得到DHCP服務(wù)器的應(yīng)答，DHCP客戶端將每隔5分鐘廣播一次發(fā)現(xiàn)信息

6、，直到得到一個(gè)應(yīng)答為止。如果這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中沒有可用的DHCP服務(wù)器時(shí)，基于TCP/IP協(xié)議棧的通信將無法實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，DHCP客戶端如果是Windows2000客戶，就自動選一個(gè)自認(rèn)為沒有被使用的IP地址（該IP地址可從169.254.x.y地址段中選?。┦褂?，盡管此時(shí)客戶端已分配了一個(gè)靜態(tài)IP地址（但還沒有重新啟動計(jì)算機(jī)），DHCP客戶端還要每持續(xù)5分鐘發(fā)送一次DHCP發(fā)現(xiàn)信息，如果這時(shí)有DHCP服務(wù)器響應(yīng)時(shí)，DHCP將從DHCP服務(wù)器獲得IP地址及其配置，并以DHCP方式工作。注意：DHCP發(fā)現(xiàn)信息無法被客戶端所在的本地子網(wǎng)以外的主機(jī)接收到，除非該網(wǎng)絡(luò)的路由支持自舉前向轉(zhuǎn)發(fā)能力。所以，當(dāng)同一網(wǎng)絡(luò)

7、中存在多個(gè)網(wǎng)段時(shí)，一般需要給每一個(gè)網(wǎng)段至少設(shè)置一臺DHCP服務(wù)器。2）DHCP提供DHCP工作的第二個(gè)過程是DHCP提供（DHCP Offer），是指當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)DHCP服務(wù)器（同一網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)DHCP服務(wù)器時(shí)）在收到DHCP客戶端的DHCP發(fā)現(xiàn)信息后，該DHCP服務(wù)器若能夠提供IP地址，就從該DHCP服務(wù)器的IP地址池中選取一個(gè)沒有出租的IP地址，然后利用廣播方式提供給DHCP客戶端（因?yàn)榇藭r(shí)DHCP客戶端還沒有IP地址）。在還沒有將該IP地址正式租用給DHCP客戶端之前，這個(gè)IP地址會暫時(shí)保留起來，以免再分配給其他的DHCP客戶端。如果網(wǎng)絡(luò)中有多臺DHCP服務(wù)器，且這些DHCP服務(wù)

8、器都收到了DHCP客戶端的DHCP發(fā)現(xiàn)信息，同時(shí)這些DHCP服務(wù)器都廣播了一個(gè)應(yīng)答信息給該DHCP客戶端時(shí)，則DHCP客戶端將從收到應(yīng)答信息的第一臺DHCP服務(wù)器中獲得IP地址及其配置。提供應(yīng)答信息是DHCP服務(wù)器發(fā)給DHCP客戶端的第一個(gè)響應(yīng)，它包含了IP地址、子網(wǎng)掩碼、租用期（以小時(shí)為單位）和提供響應(yīng)的DHCP服務(wù)器的IP地址。3）DHCP請求DHCP工作的第三個(gè)過程是DHCP請求（DHCP Request），一旦DHCP客戶端收到第一個(gè)由DHCP服務(wù)器提供的應(yīng)答信息后，就進(jìn)入此過程。當(dāng)DHCP客戶端收到第一個(gè)DHCP服務(wù)器的應(yīng)答信息后，就以廣播的方式發(fā)送一個(gè)DHCP請求信息給網(wǎng)絡(luò)中所有的

9、服務(wù)器（因?yàn)镈HCP客戶端不但是要通知它已選擇的DHCP服務(wù)器，也必須通知其他的沒有被選中的保留的IP地址進(jìn)行釋放，供其他DHCP客戶端使用）。在DHCP請求信息中包含有所選擇的DHCP服務(wù)器的IP地址。4）DHCP應(yīng)答DHCP工作的最后一個(gè)過程便是DHCP應(yīng)答（DHCPACK）。一旦被選擇的DHCP服務(wù)器接收到DHCP客戶端的DHCP請求信息后，就將已保留的這個(gè)IP地址標(biāo)識為已租用，然后也以廣播方式發(fā)送一個(gè)DHCP應(yīng)答信息給DHCP客戶端（因?yàn)樵诖藭r(shí)DHCP客戶端還沒有真正獲得IP地址）。該DHCP客戶端在接收DHCP應(yīng)答信息后，就完成了獲得IP地址的過程，便開始利用這個(gè)已租到的IP地址與網(wǎng)

10、絡(luò)中的其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。以上的這4個(gè)過程看起來比較復(fù)雜，但每一步都是非常重要的。這些過程共同的結(jié)果是一個(gè)DHCP服務(wù)器向一個(gè)DHCP客戶端提供了一個(gè)IP地址及其配置。5）網(wǎng)絡(luò)中IP地址的租用和續(xù)租當(dāng)一臺DHCP客戶端租到一個(gè)IP地址后，該IP地址一般不長期被它占用，它會有一個(gè)使用期，即租用期。當(dāng)一個(gè)租期已到時(shí)需要續(xù)租，當(dāng)DHCP客戶端的IP地址使用時(shí)間達(dá)到租期的一半時(shí)，它就向DHCP服務(wù)器發(fā)送一個(gè)新的DHCP請求（相當(dāng)于新租用一個(gè)IP地址時(shí)的第三個(gè)過程），若服務(wù)器在接收到該信息后并沒有理由拒絕該請求時(shí)，便回送一個(gè)DHCP應(yīng)答信息（相當(dāng)于新租用一個(gè)IP地址時(shí)的最后一個(gè)過程），當(dāng)DHCP客戶端收

11、到該應(yīng)答信息后，就重新開始一個(gè)租用周期，其過程如圖2.5.1 所示。此過程就像對一個(gè)合同的續(xù)約，只是續(xù)約時(shí)間必須要在合同期的一半時(shí)簽訂。DHCP客戶端 DHCP應(yīng)答DHCP請求DHCP服務(wù)器圖2.5.1* DHCP客戶端重新啟動時(shí)的情況不管IP地址的租期有沒有到期，當(dāng)每一次DHCP啟動時(shí)，都會自動利用廣播的方式，給網(wǎng)絡(luò)中所有的DHCP服務(wù)器發(fā)送一個(gè)DHCP請求信息，以便請求該DHCP客戶端繼續(xù)使用原來的IP地址及其配置。如果此時(shí)沒有DHCP服務(wù)器對此請求應(yīng)答，原來的DHCP客戶端的租期還沒有到期時(shí)，客戶端將繼續(xù)使用該IP地址。* IP地址的租期超過一半時(shí)的情況當(dāng)IP地址租期達(dá)到租期一半的時(shí)候，

12、DHCP客戶端會向服務(wù)器發(fā)送（非廣播方式）一個(gè)DHCP請求信息，以便續(xù)租該IP地址。當(dāng)續(xù)租成功后，客戶端將開始一個(gè)新的租用周期。當(dāng)續(xù)租失敗后，客戶端仍然可以繼續(xù)使用原來的IP地址及配置，但是該客戶端將在租期到達(dá)87.5%的時(shí)候再次利用廣播方式發(fā)送一個(gè)DHCP請求信息，以便找到一臺可以繼續(xù)提供租期的DHCP服務(wù)器。如果仍然續(xù)租失敗，則該客戶端會立即放棄其正在使用的IP地址，以便重新從DHCP服務(wù)器獲得一個(gè)新的IP地址。3、DHCP服務(wù)的安裝和設(shè)置3.1、安裝DHCP服務(wù)器DHCP服務(wù)器必須是一臺安裝有Windows NT Server 4.0或Windows 2000 Server/Advanc

13、e Server的計(jì)算機(jī)，在要擔(dān)任DHCP服務(wù)器功能的計(jì)算機(jī)安裝TCP/IP協(xié)議并設(shè)置其IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認(rèn)網(wǎng)關(guān)等內(nèi)DHCP服務(wù)器必須使用靜態(tài)IP地址。在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行安裝操作（以Windows2000 Server為例）。打開“添加/刪除Windows組件”對話框在“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”里選擇“動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）”進(jìn)行安裝。3.2、DHCP服務(wù)器的設(shè)置雖然在任何一臺計(jì)算機(jī)上安裝DHCP服務(wù)后，該計(jì)算機(jī)就可以成為一臺DHCP服務(wù)器，并能為DHCP客戶端提供服務(wù)，但是這樣會在安全上產(chǎn)生問題：用戶可以隨意安裝DHCP服務(wù)器，并為用戶提供未經(jīng)統(tǒng)一規(guī)劃的IP地址，從而產(chǎn)生IP地址管理的混亂。所以安

14、裝DHCP功能后并不能直接使用，還必須進(jìn)行授權(quán)操作，未經(jīng)授權(quán)的服務(wù)器無法提供DHCP服務(wù)。要對服務(wù)器進(jìn)行授權(quán)必須打開DHCP窗口（從“管理工具”中選擇“DHCP”以打開）。在窗口中選擇“操作”菜單下的“授權(quán)”項(xiàng)，然后需等待一點(diǎn)時(shí)間。如果出現(xiàn)如圖所示的窗口，表示授權(quán)成功。 1）新建作用域先選中FQDN名字，再按“右鍵新建作用域”,設(shè)置作用域名。此地的“名稱”項(xiàng)只是作提示用，可填任意內(nèi)容。如下圖：2）設(shè)置可分配的IP地址范圍比如可分配“192.168.0.100-192.168.0.200”，則在“起始IP地址”項(xiàng)填寫“192.168.0.100”，“結(jié)束IP地址”項(xiàng)填寫“192.168.0.20

15、0”；“子網(wǎng)掩碼”項(xiàng)為“255.255.255.0”。如下圖：可在下面的選項(xiàng)中輸入欲保留的IP地址或IP地址范圍,則設(shè)置為192.168.0.100-192.168.0.120，則在“起始IP地址”項(xiàng)填寫“192.168.0.100”，“結(jié)束IP地址”項(xiàng)填寫“192.168.0.120”3）租約期限設(shè)定DHCP服務(wù)器所分配的IP地址的有效期，設(shè)為一年即365天。如下圖：4）配置DHCP選項(xiàng)、選“是，我想配置這些選項(xiàng)”，以繼續(xù)配置分配給工作站的路由器（或默認(rèn)的網(wǎng)關(guān)），設(shè)為192.168.0.254。、設(shè)默認(rèn)的DNS服務(wù)地址為210.37.40.4，如圖所示：以上的操作是在虛擬機(jī)上使用Window

16、s 2000 Server完成的，建立了DNS服務(wù)器。4、Ipconfig的使用ipconfig可用于顯示當(dāng)前的tcp/ip配置的設(shè)置值。這些信息一般用來檢驗(yàn)人工配置的tcp/ip設(shè)置是否正確。但是，如果你的計(jì)算機(jī)和所在的局域網(wǎng)使用了動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（dynamic host configuration protocol，dhcpwindows nt下的一種把較少的ip地址分配給較多主機(jī)使用的協(xié)議，類似于撥號上網(wǎng)的動態(tài)ip分配），這個(gè)程序所顯示的信息也許更加實(shí)用。這時(shí)，ipconfig可以讓你了解你的計(jì)算機(jī)是否成功的租用到一個(gè)ip地址，如果租用到則可以了解它目前分配到的是什么地址。了解計(jì)算機(jī)當(dāng)

17、前的ip地址、子網(wǎng)掩碼和缺省網(wǎng)關(guān)實(shí)際上是進(jìn)行測試和故障分析的必要項(xiàng)目。 最常用的選項(xiàng)： ipconfig當(dāng)使用ipconfig時(shí)不帶任何參數(shù)選項(xiàng)，那么它為每個(gè)已經(jīng)配置了的接口顯示ip地址、子網(wǎng)掩碼和缺省網(wǎng)關(guān)值 ipconfig /all當(dāng)使用all選項(xiàng)時(shí)，ipconfig能為dns和wins服務(wù)器顯示它已配置且所要使用的附加信息（如ip地址等），并且顯示內(nèi)置于本地網(wǎng)卡中的物理地址（mac）。如果出現(xiàn)的信息中IP地址和子網(wǎng)掩碼都為“0.0.0.0”,則說明該計(jì)算器的IP地址已經(jīng)有人使用了。如果ip地址是從dhcp服務(wù)器租用的，ipconfig將顯示dhcp服務(wù)器的ip地址和租用地址預(yù)計(jì)失效的日期

18、（有關(guān)dhcp服務(wù)器的相關(guān)內(nèi)容請?jiān)斠娖渌嘘P(guān)nt服務(wù)器的書籍或詢問你的網(wǎng)管）。 ipconfig /release和ipconfig /renew這是兩個(gè)附加選項(xiàng)，只能在向dhcp服務(wù)器租用其ip地址的計(jì)算機(jī)上起作用。如果你輸入ipconfig /release，那么所有接口的租用ip地址便重新交付給dhcp服務(wù)器（歸還ip地址）。如果你輸入ipconfig /renew，那么本地計(jì)算機(jī)便設(shè)法與dhcp服務(wù)器取得聯(lián)系，并租用一個(gè)ip地址。請注意，大多數(shù)情況下網(wǎng)卡將被重新賦予和以前所賦予的相同的ip地址。 若局域網(wǎng)中使用DHCP動態(tài)分配IP地址，而當(dāng)我們在其中一臺計(jì)算器上(以下稱為“本地計(jì)算器”)使用ipconfig時(shí)，出現(xiàn)的信息中IP地址為“169.254.*.*”，子網(wǎng)掩碼為“255.255.255.0”，則說明DHCP服務(wù)器配置有問題，或者未能正常啟用。此時(shí)win2000系統(tǒng)的自動專用IP尋址功能啟動，自動為計(jì)算器分配以“169.254”開頭子網(wǎng)掩碼為“255.255.255.0”的IP地址。解決方法為重新配置和更正DHCP服務(wù)器，或者將DHCP服務(wù)器正常啟用。5、DHCP設(shè)置后的驗(yàn)證將任何一臺本網(wǎng)內(nèi)的工作站的網(wǎng)絡(luò)屬性中設(shè)置成“自動獲得IP地址”，并讓DNS服務(wù)器設(shè)為自動獲得，網(wǎng)關(guān)欄保持為空（即無內(nèi)容），運(yùn)行“ipconfig”即可看到各項(xiàng)是否已分配成功。然而，DH