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學習DHCP服務器的配置基礎

時間:2015/6/28來源:IT貓撲網作者:網管聯盟我要評論(0)

  組網配置中,我們需要對多項服務器協議進行配置。這里我們就重點講解一下DHCP協議以及DHCP服務器的有關內容。在TCP/IP網絡上,每臺工作站要能與其他計算機進行互聯,都必須進行基本的網絡配置,如IP地址、子網掩碼、缺省網關、DNS等。對于小型網絡,為每臺計算機一一配置這樣的屬性也許還可以承受,但對于一個有幾百、上千臺的網絡,這部分工作雖然簡單,但工作量相當大,網絡管理員就可能沒有時間和精力來一一為這么多計算機配置了。這時我們通常是采用下面要講的DHCP來自動為客戶機分配IP地址了。

  DHCP的全稱是動態(tài)主機配置協議(Dynamic Host Configuration Protocol),它的目的就是為了減輕TCP/IP網絡的規(guī)劃、管理和維護的負擔,解決IP地址空間缺乏問題(因為這樣配置后,每一時刻只有實際連接的用戶才分配IP地址,減少離IP地址的占用)。

  DHCP分為兩個部分:一個是服務器端﹐而另一個是客戶端。所有的 IP 網路設定資料都由 DHCP 服務器集中管理,并負責處理客戶端的 DHCP 要求;而客戶端則會使用從服務器分配下來的IP環(huán)境資料。DHCP 協議通過""租約" 的概念,有效且動態(tài)的分配客戶端的 TCP/IP 設定。

  DHCP協議IP地址分配方式

  DHCP協議的IP地址分配,必須至少有一臺 DHCP 服務器工作在網路上。它會監(jiān)聽網絡中的所有 DHCP 請求,并與客戶端商議 TCP/IP 的設定環(huán)境。它提供兩種 IP 定位方式:

  Automatic Allocation(自動分配)

  其分配方式是:一旦 DHCP 客戶端第一次成功的從 DHCP 服務器端租用到 IP 地址之后,就永遠使用這個地址。

  Dynamic Allocation (動態(tài)分配)

  其分配方式是:當 DHCP 第一次從 HDCP服務器端租用到 IP 地址之后,并非永久的使用該位,只要租約到期,客戶端就得釋放(release)這個 IP 地址,以給其它工作站使用。當然,客戶端可以比其它主機更優(yōu)先的延續(xù)(renew)租約,或是租用其它的 IP 地址。

  動態(tài)分配顯然比自動分配更加靈活,尤其是當您的實際 IP 地址不足的時候﹐例如一家ISP只能提供1000 個IP地址用來給接入用戶,但并不意味著您的客戶最多只能有1000 個,因為您的客戶基本上不太可能全部在同一時間上網的。這樣,您就可以將這 1000 個地址,輪流的租用給接入上來的客戶使用了,這樣你允許的客戶限制也就大大超過1000個了。 在企業(yè)局域網中也一樣,如一些部門雖然有大量用戶,但平時上網的卻是其中的少部分(如市場部),則可以在IP地址緊張的情況下采用DHCP自動分配方式,則可節(jié)省大量的IP地址資源。

  DHCP 除了能動態(tài)的設定 IP 地址之外,還可以將一些IP 保留下來給一些特殊用途的機器使用,也就是在動態(tài)之中還可以設置部分客戶機的靜態(tài)地址。通常是與主機網卡的物理地址(MAC地址)進行綁定的,這樣可以給您更大的設計空間。同時,DHCP 還可以幫客戶端指定router﹑netmask﹑DNS Server ﹑WINS Server等等屬性,這樣一來,您在客戶端網絡TCP/IP屬性配置上,除了選擇 DHCP選項之外,幾乎無需做任何其他的 IP環(huán)境設定,大大提高了設置效率,減輕了工作量。

  DHCP協議的作用可以用以下三個方面來解釋:

  集中TCP/IP IP子網的管理。所有客戶機的IP地址,以及它們的配置參數都存儲在DHCP服務器的中心數據庫內。

  自動為客戶機進行TCP/IP IP地址的分配和配置。當客戶計算機啟動并首次訪問網絡時,自動給它分配IP地址、子網掩碼、缺省網關以及WINS服務器IP地址。當該客戶機在子網之間移動時(比如便攜機),初始的IP地址以及相關配置信息釋放回初始的可用IP地址池,客戶在系統(tǒng)啟動時重新分配新的IP地址以及相關的配置信息。

  未使用的IP地址返回到可用IP地址池,提高IP地址使用效率。通常情況下,IP地址由管理員靜態(tài)分配,并且這些IP地址保存在一張紙上,或者存儲在本地數據庫中,但是當客戶在子網移動或者分配了多個新的IP地址而未修改該IP地址表列時,該表列常常變得過期。這也意味著某些IP地址將丟失,從而不能再用。DHCP采用一種稱為租用期限(Lease)的基于時間的機制,便利客戶定期進行更新。如果租用期限已滿,但客戶并沒有對它的IP地址進行更新,則該IP地址返回給可用IP地址池。

  DHCP協議的自動IP地址分配過程通常需要經過如下幾個階段:

  初始階段

  當啟動客戶的TCP/IP組時,由于在IP網絡中的每臺機器都需要有一個地址,因此TCP/IP組與地址0.0.0.0綁定在一起。然后它將一個DHCP Discover信息包發(fā)送給它的本地子網。該信息包時發(fā)送給UDP端口67,也即DHCP/BOOTP服務器端口的廣播信息包。

  發(fā)現階段

  即DHCP客戶機尋找DHCP服務器的階段。DHCP客戶機以廣播方式(因為DHCP服務器的IP地址對于客戶機來說是未知的)發(fā)送DHCP discover發(fā)現信息來尋找DHCP服務器,即向地址255.255.255.255發(fā)送特定的廣播信息。網絡上每一臺安裝了TCP/IP協議的主機都會接收到這種廣播信息,但只有DHCP服務器才會做出響應。

  提供階段

  本地子網的每一個DHCP服務器都接收DHCP Discover信息包。每個接收請求的DHCP服務器都檢查它是否有給請求客戶的有效空閑地址。然后它以DHCP Offer信息包作為響應,該信息包包括有效的IP地址、子網掩碼、DHCP服務器的IP地址、租用期限、以及其他的有關DHCP范圍的詳細配置。所有發(fā)送DHCP Offer信息包的服務器將保留它們提供的一個IP地址。在該地址不再保留之前,該地址不能分配給其他的客戶。DHCP Offer信息廣播發(fā)送給UDP端口68,也即DHCP/BOOTP客戶端口。相應必須以廣播方式發(fā)送,因為客戶沒有能直接尋址的IP地址。

  選擇階段

  即DHCP客戶機選擇某臺DHCP服務器提供的IP地址的階段。如果有多臺DHCP服務器向DHCP客戶機發(fā)來的DHCP offer提供信息,則DHCP客戶機只接受第一個收到的DHCP offer提供信息,然后它就以廣播方式回答一個DHCP request請求信息,該信息中包含向它所選定的DHCP服務器請求IP地址的內容。之所以要以廣播方式回答,是為了通知所有的DHCP服務器,他將選擇某臺DHCP服務器所提供的IP地址。

  確認階段

  即DHCP服務器確認所提供的IP地址的階段?蛻敉ǔΦ谝粋提議產生響應,并以廣播的方式發(fā)送DHCP Request信息包作為響應。該信息包告訴服務器"是的,我想讓你給我提供服務。我接收你給我的租用期限"。而且,一旦信息包以廣播方式發(fā)送以后,網絡中所有的DHCP服務器都可以看到該信息包,那些提議沒有被客戶承認的DHCP服務器將保留的IP地址返回給它的可用地址池?蛻暨可利用DHCP Request詢問服務器其他的配置選項,如:DNS或網關地址。

  重新登錄階段

  以后DHCP客戶機每次重新登錄網絡時,就不需要再發(fā)送DHCP discover發(fā)現信息了,而是直接發(fā)送包含前一次所分配的IP地址的DHCP request請求信息。當DHCP服務器收到這一信息后,它會嘗試讓DHCP客戶機繼續(xù)使用原來的IP地址,并回答一個DHCP ack確認信息。如果此IP地址已無法再分配給原來的DHCP客戶機使用時(比如此IP地址已分配給其它DHCP客戶機使用),則DHCP服務器給DHCP客戶機回答一個DHCP nack否認信息。當原來的DHCP客戶機收到此DHCP nack否認信息后,它就必須重新發(fā)送DHCP discover發(fā)現信息來請求新的IP地址。

  更新租約階段

  當客戶注意到它的租用期到了50%以上時,就要更新該租用期。這時它發(fā)送一個直接UDP信息包給他獲得它的原始信息的服務器。該信息包是一個DHCP Request信息包,用以詢問是否能保持TCP/IP配置信息并更新它的租用期。如果服務器是可用的,則它通常發(fā)送一個DHCP Acknowledge信息包給客戶,同意客戶的請求。

  重新捆綁階段

  當租用期達到期滿時間的近87.5%時,客戶如果在前一次請求中沒能更新租用期的話,他會再次試圖更新租用期。如果這次更新失敗的話,客戶機就會試著與任何一個DHCP服務器聯系以獲得一個有效的IP地址。如果另外的一個DHCP服務器能夠分配一個新的IP地址,則該客戶機再次進入捆綁狀態(tài)。如果客戶機當前的IP地址租用期滿,則客戶機必須放棄該IP地址,并重新進入初始化狀態(tài),然后重復整個過程。

  【說明】DHCP服務不僅可以在主機上配置,像路由器等設備中也可以提供這類服務,最常見的就是寬帶路由器,通過它的DHCP服務同樣可以為客戶機提供自動IP地址分配,減輕服務器主機的負擔。

關鍵詞標簽:DHCP服務器

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