精通DHCP协议

精通DHCP协议

1.DHCP（动态主机配置协议）基本信息

2.DHCP协议概述

3.关于VLAN中DHCP域的问题

4.DHCP简介

5. DHCP协议

6. 如何建立DHCP服务器

7. DHCP协议详解(上)

8. DHCP协议详解(下)

1. DHCP（动态主机配置协议）基本信息

■概要

动态主机配置协议(DHCP)是RFC1541（由RFC2131替代）定义的标准协议，该协议允许服务器向客户端动态分配IP地址和配置信息。通常，DHCP服务器至少给客户端提供以下基本信息：

IP地址

子网掩码

默认网关

它还可以提供其它信息，如域名服务(DNS)服务器地址和WindowsInternet命名服务(WINS)服务器地址。系统管理员配置DHCP服务器分配给客户端的选项。

■更多信息

以下Microsoft产品提供DHCP客户端功能：

WindowsNTServer3.5、3.51和4.0

WindowsNTWorkstation3.5、3.51和4.0

Windows95

MicrosoftNetworkClient3.0forMS-DOS

MicrosoftLANManagerClient2.2cforMS-DOS

MicrosoftTCP/IP-32forWindowsforWorkgroups3.11、3.11a和3.11b

DHCP客户端可以接收来自DHCP服务器的选项，而不同的DHCP客户端支持不同的这些选项。有关MicrosoftDHCP客户端所支持的特定DHCP选项的信息，请参见MicrosoftKnowledgeBase中以下文章：

Q121005受客户端支持的DHCP选项

以下Microsoft服务器操作系统提供DHCP服务器功能：

WindowsNTServer3.5

WindowsNTServer3.51

WindowsNTServer4.0

当客户端被配置为接收DHCP信息后首次初始化时，它将启动一个与服务器的对话。

以下是客户端和服务器之间对话的汇总表，后面是数据包级的过程说明：

SourceDestSourceDestPacket

MACaddrMACaddrIPaddrIPaddrDescription

------------------------------------------------

ClientBroadcast0.0.0.0255.255.255.255DHCPDiscover

DHCPsrvrBroadcastDHCPsrvr255.255.255.255DHCPOffer

ClientBroadcast0.0.0.0255.255.255.255DHCPRequest

DHCPsrvrBroadcastDHCPsrvr255.255.255.255DHCPACK

DHCP客户端和DHCP服务器之间的详细对话如下：

DHCPDISCOVER

客户端发送DHCPDISCOVER数据包。以下内容摘自网络监视器的捕获信息，显示了DHCPDISCOVER 数据包中的IP和DHCP部分。在IP部分，可以看到Destination地址是255.255.255.255，而Source地址是0.0.0.0。DHCP部分将数据包标识为Discover数据包，并使用网卡的物理地址在两处标识客户端。注意CHADDR字段和DHCP的值：ClientIdentifier字段是相同的。

IP:ID=0x0;Proto=UDP;Len:328

IP:Version=4(0x4)

IP:HeaderLength=20(0x14)

IP:ServiceType=0(0x0)

IP:Precedence=Routine

IP:...0....=NormalDelay

IP:....0...=NormalThroughput

IP:.....0..=NormalReliability

IP:TotalLength=328(0x148)

IP:Identification=0(0x0)

IP:FlagsSummary=0(0x0)

IP:.......0=Lastfragmentindatagram

IP:......0.=Mayfragmentdatagramifnecessary

IP:FragmentOffset=0(0x0)bytes

IP:TimetoLive=128(0x80)

IP:Protocol=UDP-UserDatagram

IP:Checksum=0x39A6

IP:SourceAddress=0.0.0.0

IP:DestinationAddress=255.255.255.255

IP:Data:Numberofdatabytesremaining=308(0x0134)

DHCP:Discover(xid=21274A1D)

DHCP:OpCode(op)=1(0x1)

DHCP:HardwareType(htype)=1(0x1)10MbEthernet

DHCP

2. DHCP协议概述

来源:中国协议分析网 稿件提供： 编辑：电脑农民

经过了前面的学习，相信您不再认为设定与管理TCP/IP网路是件轻松的事情。要成功的将您的网路用TCP/IP连接起来，您就得为每台电脑设定IP、mask、gateway、等等繁琐的事情。要是您想管理好一

个比较大的网路﹐或是电脑节点经常改变(如手提电脑或拨接)﹐这样的工作可以说是非常令人讨厌的

﹐而且出错的机会也比较多。要是，万一日后要进行IP重新规划﹐其工作量也是相当惊人的。

面对这些情形﹐DHCP可以说您的菩萨了﹕它不但救苦救难﹐而且神通广大。

什么是DHCP？

DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol之缩写﹐它的前身是BOOTP。BOOTP原本是用于无磁碟主

机连接的网路上面的﹕网路主机使用BOOTROM而不是磁碟起动并连接上网路﹐BOOTP则可以自动地为那

些主机设定TCP/IP环境。但BOOTP有一个缺点：您在设定前须事先获得客户端的硬体位址，而且，与IP的对应是静态的。换而言之，BOOTP非常缺乏"动态性"，若在有限的IP资源环境中，BOOTP的一对一对应会造成非常可观的浪费。

DHCP可以说是BOOTP的增强版本﹐它分为两个部份﹕一个是伺服器端﹐而另一个是客户端。所有的IP 网路设定资料都由DHCP伺服器集中管理﹐并负责处理客户端的DHCP要求﹔而客户端则会使用从伺服器分配下来的IP环境资料。比较起BOOTP，DHCP透过"租约"的概念，有效且动态的分配客户端的TCP/ IP设定，而且，作为兼容考量，DHCP也完全照顾了BOOTPClient的需求。

DHCP的分配形式

首先﹐必须至少有一台DHCP工作在网路上面﹐它会监听网路的DHCP请求﹐并与客户端搓商TCP/IP的设定环境。它提供两种IP定位方式﹕

AutomaticAllocation

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

DynamicAllocation

动态分配﹐当DHCP第一次从HDCP伺服器端租用到IP位址之后﹐并非永久的使用该位址﹐只要租约到期﹐客户端就得释放(release)这个IP位址﹐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延续(renew)租约﹐或是租用其它的IP位址。

动态分配显然比自动分配更加灵活﹐尤其是当您的实际IP位址不足的时候﹐例如﹕您是一家ISP﹐只能提供200个IP位址用来给拨接客户﹐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个位址﹐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位址的时候﹐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来分配位址﹐但这个概念和使用IPPool的原理是一样的。

DHCP除了能动态的设定IP位址之外﹐还可以将一些IP保留下来给一些特殊用途的机器使用﹐它可以按照硬体位址来固定的分配IP位址﹐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﹑DNSServer﹑WINSServer﹑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

视乎客户端是否第一次登录网路﹐DHCP的工作形式会有所不同。

第一次登录的时候﹕

1.寻找Server。当DHCP客户端第一次登录网路的时候﹐也就是客户发现本机上没有任何IP资料设定﹐它会向网路发出一个DHCPDISCOVER封包。因为客户端还不知道自己属于哪一个网路﹐所以封包的来源位址会为0.0.0.0﹐而目的位址则为255.255.255.255﹐然后再附上Dhcpdiscover的信息﹐向网路进行广播。

在Windows的预设情形下，Dhcpdiscover的等待时间预设为1秒﹐也就是当客户端将第一个Dhcpdisc over封包送出去之后﹐在1秒之内没有得到回应的话﹐就会进行第二次Dhcpdiscover广播。若一直得不到回应的情况下﹐客户端一共会有四次Dhcpdiscover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伺服器的回应﹐客户端则会显示错误信息﹐宣告Dhcpdiscover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Dhcpdiscover的过程。

2.提供IP租用位址。当DHCP伺服器监听到客户端发出的Dhcpdiscover广播后﹐它会从那些还没有租出的位址范围内﹐选择最前面的的空置IP，连同其它TCP/IP设定，回应给客户端一个DHCPOFFER封包。

由于客户端在开始的时候还没有IP位址﹐所以在其Dhcpdiscover封包内会带有其MAC位址信息﹐并且有一个XID编号来辨别该封包﹐DHCP伺服器回应的Dhcpoffer封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。根据伺服器端的设定﹐Dhcpoffer封包会包含一个租约期限的信息。

3.接受IP租约。如果客户端收到网路上多台DHCP伺服器的回应﹐只会挑选其中一个Dhcpoffer而已(通常是最先抵达的那个)﹐并且会向网路发送一个Dhcprequest广播封包﹐告诉所有DHCP伺服器它将指定接受哪一台伺服器提供的IP位址。

同时﹐客户端还会向网路发送一个ARP封包﹐查询网路上面有没有其它机器使用该IP位址﹔如果发现该IP已经被占用﹐客户端则会送出一个DHCPDECLINE封包给DHCP伺服器﹐拒绝接受其Dhcpoffer﹐并重新发送Dhcpdiscover信息。

事实上﹐并不是所有DHCP客户端都会无条件接受DHCP伺服器的offer﹐尤其这些主机安装有其它TCP /IP相关的客户软体。客户端也可以用Dhcprequest向伺服器提出DHCP选择﹐而这些选择会以不同的号码填写在DHCPOptionField里面﹕

换一句话说﹐在DHCP伺服器上面的设定﹐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。

4.租约确认。当DHCP伺服器接收到客户端的Dhcprequest之后﹐会向客户端发出一个DHCPACK回应﹐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客户端成功地从伺服器哪里取得DHCP租约之后﹐除非其租约已经失效并且IP位址也重新设定回0.0.0.0﹐否则就无需再发送Dhcpdiscover信息了﹐而会直接使用已经租用到的IP位址向之前之DHCP伺服器发出Dhcprequest信息﹐DHCP伺服器会尽量让客户端使用原来的IP位址﹐如果没问题的话﹐直接回应Dhcpack来确认则可。如果该位址已经失效或已经被其它机器使用了﹐伺服器则会回应一个DHCPNACK封包给客户端﹐要求其从新执行Dhcpdiscover。

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dhcprequest请求之外﹐在租约期限一半的时候也会发出dhcprequest﹐如果此时得不

到DHCP伺服器的确认的话﹐工作站还可以继续使用该IP﹔然后在剩下的租约期限的再一半的时候(即租约的75%)﹐还得不到确认的话﹐那么工作站就不能拥有这个IP了。至于为什么不是到租约期限完全结束才放弃IP呢﹖﹐对不起﹐小弟也是不学无术之人﹐没有去深究了﹐只知道要回答MCSE题目的时候﹐您一定要记得NT是这么工作的就是了。

要是您想退租，可以随时送出DHCPLEREASE命令解约﹐就算您的租约在前一秒钟才获得的。

跨网路的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路之内进行﹐因为router是不会将广播传送出去的。但如果DHCP伺服器安设在其它的网路上面呢﹖由于DHC P客户端还没有IP环境设定﹐所以也不知道Router位址﹐而且有些Router也不会将DHCP广播封包传递出去﹐因此这情形下DHCPDISCOVER是永远没办法抵达DHCP伺服器那端的，当然也不会发生OFFER 及其他动作了。要解决这个问题，我们可以用DHCPAgent(或DHCPProxy)主机来接管客户的DHCP请求﹐然后将此请求传递给真正的DHCP伺服器﹐然后将伺服器的回复传给客户。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路之中安装DHCP伺服器﹐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。当然啰﹐如果在一个十分大型的网路中﹐这样的均衡式架构还是可取的。端视您的实际情况而定了。

DHCP封包格式

以下为各栏位的简要说明：

OP

若是client送给server的封包，设为1，反向为2。

HTYPE

硬体类别，Ethernet为1。

HLEN

硬体位址长度，Ethernet为6。

HOPS

若封包需经过router传送，每站加1，若在同一网内，为0。

TRANSACTIONID

DHCPREQUEST时产生的数值，以作DHCPREPLY时的依据。

SECONDS

Client端启动时间(秒)。

FLAGS

从0到15共16bits，最左一bit为1时表示server将以广播方式传送封包给client，其余尚未使用。

ciaddr

要是client端想继续使用之前取得之IP位址，则列于这里。

yiaddr

从server送回client之DHCPOFFER与DHCPACK封包中，此栏填写分配给client的IP位址。 siaddr

若client需要透过网路开机，从server送出之DHCPOFFER、DHCPACK、DHCPNACK封包中，此栏填写开机程式码所在server之位址。

giaddr

若需跨网域进行DHCP发放，此栏为relayagent的位址，否则为0。

chaddr

Client之硬体位址。

sname

Server之名称字串，以0x00结尾。

file

若client需要透过网路开机，此栏将指出开机程式名称，稍后以TFTP传送。

options

允许厂商定议选项(Vendor-SpecificArea)，以提供更多的设定资讯(如：Netmask、Gateway、DNS、等等)。其长度可变，同时可携带多个选项，每一选项之第一个byte为资讯代码，其后一个byte为该项资料长度，最后为项目内容。

DHCP的选项非常多，有空请查阅RFC或相关文献，并好好理解，这里不再叙述了。

DHCP协定之RFC文件

RFC-951﹑RFC-1084﹑RFC-1123﹑RFC-1533﹑RFC-1534﹑RFC-1497﹑RFC-1541

习题﹕

1.请问DHCP的前身是甚么？还有，DHCP是做甚么用的？

2.请列举DHCP的分配形式，并加以说明。

3.请详述DHCP的发放流程，并留意不同阶段所用的封包类型。

4.请用图画出DHCP的简单发放流程。

5.请问跨网路的DHCP是如何运作的？

6.请绘DHCP的封包结构，并尝试简述每一栏位的意思。

7.请说明编码为0x53至DHCPOptions有哪些值，及其代表含意。

3. 关于VLAN 中DHCP 域的问题

我的问题就是如何给每个VLAN 指定各自的DHCP 域。比如vlan 2 对应dhcp test2 vlan3 对应dhcp test3. 假如:

情况1： 现在有一个router 上做了多个DHCP 域.

然后在switch 上划VLAN 。那么那个交换机上的ip help-address 的IP 是什么呢?是router 上哪个口的I P 呢? 如：在router 上的配制：

ip dhcp excluded-address 10.0.199.200 10.0.199.254 ! ip dhcp pool test 1 network 10.0.199.0 255.255.255.0 default-router 10.0.199.1 dns-server 10.0.199.252 lease 0 0 5

ip dhcp pool test 2 network 10.0.200.0 255.255.255.0 default-router 10.0.200.1 dns-server 10.

0.199.252 lease 0 0 5

在交换机上：

interface Vlan199 ip address 10.0.199.1 255.255.255.0 ip helper-address ???????????????

int vlan 200

ip address 10.0.200.1 255.255.255.0 ip helper-address ??????????? 这时在这里指定的helper-add ress 是什么呢?才能把vlan199 和vlan200 里的电脑取得相

应DHCP scope???

第二种情况：利用局域网中的win2000’s DHCP server 假如dhcp server 的ip 192.168.10.1 在DHCP 上划分两个scope.

第一个scope 192.168.10.10 -----192.168.10.255 第二个scope 192.16.20.10 ------192.16.20.255. 交换机划分VLAN 之后，如何保证DHCP 服务器使用仍然在其它区域起作用。即VLAN10 里的机器取得第一

个scope 里的ip: 即从192.168.10.10 -----192.168.10.255 同样，vlan20 取得相应第二个scope 里的IP. 这时在这里指定的helper-address 是什么呢? 才能把vlan199 和vlan200 里的电脑取得相应DHCP sc ope???

第三种情况：假如在一个3550emi 上划分多个DHCP 域。由于它本身就可路由。并能划VLAN。那么这时在这里指定的helper-address 是什么呢?才能把vlan199 和vlan200 里的电脑取得相应DHCP scope??? FW:ip dhcp pool valn x

network x.x.x.x x.x.x.x

default-router x.x.x.x

其中vlan x 这个pool 是全局pool 的子集

interface vlan x

ip helper-address x.x.x.x

The helper address can be a specific DHCP server address, or it can be the network address if other DHCP servers are on the destination network segment. Using the network address enab les other servers to respond to DHCP requests.

If you have multiple servers, you can configure one helper address for each server.

DHCP relay:

https://www.360docs.net/doc/c89036088.html,/en/US/products...00800c6ed2.html

FW: 以一个配置案例来做总结吧：

router1 的int fa0/0 上接有dhcp server 。和router2 通过s0/0 连接IP 地址方案如下：

route1:

int fa0/0 10.1.1.254/24 int fa0/1 10.1.2.254/24 int s0/0 192.168.0.1/30 route2:

int fa0/0 10.2.1.254/24 int fa0/1 10.2.2.254/24 int s0/0 192.168.0.2/30 dhcp server adders s：10.1.1.1

配置：

router1: ! ip forward-protocol udp

! int fa0/0 ip addr 10.1.1.254 255.255.255.0

no shutdown ! int fa0/1 ip addr 10.1.2.254 255.255.255.0

ip helper-address 10.1.1.1 no shut !

int s0/0 ip addr 192.168.0.1 255.255.255.252 no shut

encap ppp

!

ip route 10.2.0.0 255.255.0.0 192.168.0.2

! router2: !

ip forward-protocol udp ! int fa0/0 ip addr 10.2.1.254 255.255.255.0

ip helper-address 10.1.1.1 no shutdown !

int fa0/1 ip addr 10.2.2.254 255.255.255.0 ip helper-address 10.1.1.1 no shut

! int s0/0 ip addr 192.168.0.2 255.255.255.252

no shut encap ppp ! ip route 10.1.0.0 255.255.0.0 192.168.0.1 ! dhcp server: scope 11: route r:10.1.1.254

scope 12: router:10.1.2.254 scope 21: router:10.2.1.254

scope 22:

router:10.2.2.254

使用VLAN 的情况配置与此相同。只不过把int fa 换成int vlan 而已。

转：

你只需要将VLAN 当做是第N 个SCOPE 的ROUTE 选项就行了。

在你的交换机上按常规划分好VLAN：

假设有：VLAN20 和VLAN30， 你先在交换机上划分好(这步应该都会做)， 然后

在路由器上设置VLAN 网关(假设是FA0/0.1：192.168.20.254/24 和FA0/0.2：

192.168.30.254/24)， 在VLAN20 接口和VLAN30 接口下分别设置

ip help-address DHCP_SERVER_ADD,IP FORWARD UDP 等，其实DHCP_SERVER 接

在哪里无所谓，只要能够ROUTE 通，就行。关键是DHCP_SERVER 上设置SCOPE 时，

你分两个，其中一个为192.168.20.0 网段的，它的相应ROUTE 选项为

192.168.20.254, 另一个SCOPE 为192.168.30.0 网段的，它的相应ROUTE 选

项为192.168.30.254 。上述设置完成后，记得在两个网段都要能和DHCP_SERVER 通。

4. DHCP简介

来源:中国协议分析网 编辑：电脑农民

DHCP是BOOTP的扩展，是基于C/S模式的，它提供了一种动态指定IP地址和配置参数的机制。这主要

用于大型网络环境和配置比较困难的地方。DHCP服务器自动为客户机指定IP地址，指定的配置参数

有些和IP协议并不相关，但这必没有关系，它的配置参数使得网络上的计算机通信变得方便而容易

实现了。DHCP使IP地址的可以租用，对于许多拥有许多台计算机的大型网络来说，每台计算机拥有

一个IP地址有时候可能是不必要的。租期从1分钟到100年不定，当租期到了的时候，服务器可以

把这个IP地址分配给别的机器使用。客户也可以请求使用自己喜欢的网络地址及相应的配置参数。

DHCP是对BOOTP的扩展，它的包格式和BOOTP也一样，这样它就可以使用BOOTP的中转发代理来发送D HCP包了，这使得BOOTP和DHCP之间可以实现互操作。对于BOOTP转发代理来说，发的是DHCP包还是B OOTP包，它根本分不清楚。它们使用的服务器端口号是67和68，但是有些地方还有些不同：

DHCP定义了一种可以使IP地址使用一段有限时间的机制，在客户期限到了的时候可以重新分配这个

IP地址。

DHCP为用户提供所有IP配置参数。

DHCP包长度比BOOTP包长度稍长。既然包比BOOTP的长，那也不是白带的，这多出的长度里包括了网

络配置参数。

DHCP的包都比BOOTP的长，那协议也复杂了。DHCP有七种消息类型，而BOOTP只有两种。

下图中我们可以清楚地看到客户机请求获得网络地址和配置参数的最初几个步骤：

第一步的时候客户发出包的名称叫DHCPDISCOVER，而服务器返回包的名称叫DHCPOFFER。

1.BOOTP转发代理接收到请求包，并负责向DHCP其它网络内的DHCP服务器转发。

2.DHCP服务器以DHCPOFFER响应客户的要求，这个包内包括可用的IP地址和参数。

3.BOOTP转发代理接收包，并对它进行检查。如果它觉得没有问题，就向客户转发。

4.如果客户在发出DHCPOFFER包后一段时间内没有接收到回应，它有机会重新发送请求10次，否则就通知用户。客户机可以同时接收到许多个服务器的应答，它可以自己决定用哪一个。下图是客户决定了以后，向服务器发送应答时的情况。

5.当客户选定了某个目标服务器后，它会广播DHCPREQUEST包，用以通知选定的服务器和未选定的服务器。

6.转发工作仍然由BOOTP转发担任。

7.收到DHCPREQUEST包服务器会检查收到的包，如果包内的地址和提供的地址一致，证明现在客户机选择的是这台服务器提供的地址，如果不是，自己提供的地址被拒绝了。

8.被选定的服务器在接收到DHCPREQUEST包以后，因为某些原因可能不能向客户提供这个网络地址或参数，它可以向客户发送DHCPNAK包，如果可以提供则可以发送DHCPACK包。

客户在收到包后，检查内部的网络地址和租用时间，如果客户觉得这个包有问题，它可以发送DHCP DECLINE包拒绝这个地址，然后重新发送DHCPDISCOVER包。如果觉得没有问题，就可以接受这个配置参数。同样当客户接收到DHCPNAK包时，它也可以发送DHCPDISCOVER包。客户可以在租期到期之前释放网络地址，这通过发送DHCPRELEASE包来实现。

用户下一次可以再次获得相同的IP地址。在这一过程中，许多步骤就可以不用麻烦了，老客户当然要方便一点了。

1.客户在发送的DHCPREQUEST包内包括自己以前使用的IP地址。

2.此包由BOOTP转发代理转发。

3.DHCP服务器检查DHCPREQUEST包内包括的配置参数。

4.它如果是原来提供这个网络地址的参数的服务器，它会认出这些数来，并以DHCPACK包回应。

5.客户接收到DHCPACK包后，它可以接收或拒绝，如果拒绝它可以申请新的网络地址。

当然了，如果服务器觉得客户的请求是无效的，服务器会以DHCPNAK包响应，客户接收到这个包后，会重新会获得网络地址而发送DHCPDISCOVER包。

5. DHCP协议

来源:中国协议分析网 编辑：电脑农民

正如我们前面看到的当使用TCP/IP协定的时候如果要电脑之间能够直接传递信息就必须使用相同的NetID和不同的HostID。这样您就得为每台电脑设定IP以及管理好纪录。要是您想管理好一个比较大的网路或是电脑节点经常改变(如拨接网路)这样的工作可以说是非常令人烦厌的而且出错的机会也比较多。另外如果在进行IP重新规划的时候其工作量也是相当惊人的。

面对这些情形DHCP可以说您的菩萨了它不但救苦救难而且神通广大。下面就让我们一起揭开DHCP 的神秘面纱

什麽是DHCP

DHCP是DynamicHostConfigurationProtocol之缩写它的前身是BOOTP。BOOTP原本是用於无磁碟主机连接的网路上面的网路主机使用BOOTROM而不是磁碟起动并连接上网路BOOTP则可以自动地为那些主机设定TCP/IP环境。

DHCP可以说是BOOTP的增强版本它分为两个部份一个是伺服器端而另一个是客户端。所有的IP网路设定资料都由DHCP伺服器集中管理并负责处理客户端的HDCP要求而客户端则会使用从伺服器分配下来的IP环境资料。

DHCP的功能

首先必须有一台DHCP工作在网路上面它会监听网路的DHCP请求它提供两种IP定位方式

AutomaticAllocation

自动分配其情形是一旦DHCP客户端第一次成功的从DHCP伺服器端租用到IP位址之後就永远使用这个位址。

DynamicAllocation

动态分配当DHCP第一次从HDCP伺服器端租用到IP位址之後并非永久的使用该位址只要租约到期客户端就得释放(release)这个IP位址以给其它工作站使用。当然客户端也可以延续(renew)租约或是租用其它的IP位址。

动态分配显然比自动分配更加灵活尤其是当您的实际IP位址不足的时候例如您是一家ISP只能提供200个IP位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。这也是为什麽当您用winipcfg来查看您的IP地址的时候会因每次接拨而不同的原因了(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当然可能要另外收费啦)。当然ISP不一定使用DHCP来分配地址但和使用IPPool 的原理是一样的。

DHCP除了能动态的设定IP位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也可以按照MAC地址来分配固定的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网路网关routerNetMaskDNS伺服器WINS伺服器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的工作形式

视乎客户端是否第一次登录网路DHCP的工作形式会有所不同。

第一次登录的时候

IP租用要求当DHCP客户端第一次登录网路的时候也就是客户发现本机上没有任何IP资料设定它会向网路发出一个Dhcpdiscover封包。因为客户端还不知道自己属於哪一个网路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然後再附上Dhcpdiscover的信息向网路进行广播。

Dhcpdiscover的等待时间预设为1秒也就是当客户端将第一个Dhcpdiscover封包送出去之後在1秒之内没有得到回应的话就会进行第二次Dhcpdiscover广播。在得不到回应的情况下客户端一共会有四次Dhcpdiscover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91316秒。如果都没有得到DHCP伺服器的回应客户端则会显示错误信息宣告Dhcpdiscover的

失败。之後基於使用者的选择系统会继续在5分钟之後再重一次Dhcpdiscover的要求。

提供IP租用位址当DHCP伺服器监听到客户端发出的Dhcpdiscover广播後它会从那些还没有租出的位址围内选择最前面的的空置IP回应给客户端一个Dhcpoffer封包。

由於客户端在开始的时候还没有IP地址所以在其Dhcpdiscover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伺服器回应的Dhcpoffer封包则会根据这些资料传递给要求租约的客户。根据伺服器端的设定Dhcpoffer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路上多台DHCP伺服器的回应只理会最先收到的Dhcpoffer并且会向网路发送一个Dhcprequest广播封包告诉所有DHCP伺服器它将指定接受哪一台伺服器提供的IP地址。

同时客户端还会向网路发送一个ARP(AddressResolutionProtocol我们将会在下面碰到)封包查询网路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Dhcpdeclie nt封包给DHCP伺服器拒绝接受其Dhcpoffer并重新发送Dhcpdiscover信息。

事实上并不是所有DHCP客户端都会无条件接受DHCP伺服器的offer尤其这些主机安装有其它TCP/ IP相关的客户软体。客户端也可以用Dhcprequest向伺服器提出DHCP选择而这些选择会以不同的号码填写在DHCPOptionField里面

号码代表意思

01Sub-netMask

03RouterAddress

06DNSServerAddress

0FDomainName

2CWINS/NBNSServerAddress

2EWINS/NBTNodeType

2FNetBIOSScopeID

换一句话说在DHCP伺服器上面的设定未必和所有客户端都一致客户端可以保留自己的一些TCP/IP 设定。

IP租约确认当DHCP伺服器接收到客户端的Dhcprequest之後会向客户端发出一个Dhcpack回应以确认IP租约的正式生效也就结束了一个完整的DHCP工作过程。

第一次登录之後

一旦DHCP客户端成功地从伺服器哪里取得DHCP租约之後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Dhcpdiscover信息了而会直接使用已经租用到的IP地址向DHCP 伺服器发出Dhcprequest信息DHCP伺服器会量让客户端使用原来的IP地址如果没问题的话直接回应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伺服器则会回应一个Dhcpna ck封包给客户端要求其从新执行Dhcpdiscover。

至於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dhcprequest请求之外在租约期限一半的时候也会发出dhcprequest如果此时得不到DHCP伺服器的确认的话工作站还可以继续使用该IP然後在剩下的租约期限的再一半的时候(即租约的75%)还得不到确认的话那麽工作站就不能拥有这个IP了。至於为什麽不是到租约期限完全结束

才放弃IP呢对不起小弟也是不学无术之人没有去深究了只知道要回答MCSE问题的时候您一定要记得NT是这麽工作的就是了。

当然您也可以随时使用命令将DHCP租约release掉啦就算您的租约在前一秒钟才获得的。

跨网路的DHCP运作

以上的情形是在同一网路之内进行的但如果DHCP伺服器安设在其它的网路上面呢由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也不一定会将DHCP广播封包传递出去这时候我们可以用DHCPAgent(或DHCPProxy)主机来接管客户的DHCP请求然後将此请求传递给真正的DHCP伺服器然後将伺服器的回覆传给客户。这里Proxy主机必须自己具有routing能力。

当然您也可以在每一个网路之中安装DHCP伺服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。当然如果在一个十分大型的网路中这样的均衡式架构还是可取的。

6. 如何建立DHCP服务器

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在一个使用TCP/IP协议的网络中，每一台计算机都必须至少有一个IP地址，才能与其他计算机连接通信。为了便于统一规划和管理网络中的IP地址，DHCP（DynamicHostConfigureProtocol，动态主机配置协议）应运而生了。这种网络服务有利于对校园网络中的客户机IP地址进行有效管理，而不需要一个一个手动指定IP地址。

DHCP服务的安装

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Windows2000Server/AdvancedServer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Windows2000Server的一个服务组件不会被系统自动安装，必须把它添加进来：

1.依次点击“开始→设置→控制面板→添加/删除程序→添加/删除Windows组件”，打开相应的对话框。

2.用鼠标左键点击选中对话框的“组件”列表框中的“网络服务”一项，单击[详细信息]按钮，出现带有具体内容的对话框。

3.在对话框“网络服务的子组件”列表框中勾选“动态主机配置协议（DHCP）”，单击[确定]按钮，根据屏幕提示放入Windows2000安装光盘，复制所需要的程序。

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。

DHCP服务器的授权

出于对网络安全管理的考虑，并不是在Windows2000Server中安装了DHCP功能后就能直接使用，还必须进行授权操作，未经授权操作的服务器无法提供DHCP服务。对DHCP服务器授权操作的过程如下：

1.依次点击“开始→程序→管理工具→DHCP”，打开DHCP控制台窗口。

2.在控制台窗口中，用鼠标左键点击选中服务器名，然后单击右键，在快捷菜单中选中“授权”，此时需要几分钟的等待时间。注意：如果系统长时间没有反应，可以按F5键或选择菜单工具中的“操作”下的“刷新”进行屏幕刷新，或先关闭DHCP控制台，在服务器名上用鼠标右键点击。如果快捷菜单中的“授权”已经变为“撤消授权”，则表示对DHCP服务器授权成功。此时，最明显的标记是服务器名前面红色向上的箭头变成了绿色向下的箭头。这样，这台被授权的DHCP服务器就有分配IP的权利了。

添加IP地址范围

当DHCP服务器被授权后，还需要对它设置IP地址范围。通过给DHCP服务器设置IP地址范围后，当DHCP客户机在向DHCP服务器申请IP地址时，DHCP服务器就会从所设置的IP地址范围中选择一个还没有被使用的IP地址进行动态分配。添加IP地址范围的操作如下：

1.点击“开始→程序→管理工具→DHCP”，打开DHCP控制台窗口。

2.选中DHCP服务器名，在服务器名上点击鼠标右键，在出现的快捷菜单中选择“新建作用域”，在出现的窗口中单击[下一步]按钮，在出现的对话框中输入相关信息，单击[下一步]按钮，如图1所示。

3.在图1所示的窗口中，根据自己网络的实际情况，对各项进行设置，然后单击[下一步]按钮，出现如图2所示的窗口。

4.在图2所示的窗口中，输入需要排除的IP地址范围。由于校园网络中有很多网络设备需要

指定静态IP地址（即固定的IP地址），如服务器、交换机、路由器等，此时必须把这些已经分配的

IP地址从DHCP服务器的IP地址范围中排除，否则会引起IP地址的冲突，导致网络故障。

5.单击[下一步]按钮，在出现的“租约期限”窗口中可以设置IP地址租期的时间值。一般情

况下，如果校园网络中的IP地址比较紧张的时候，可以把租期设置短一些，而IP地址比较宽松时，

可以把租期设置长一些。设置完后，单击[下一步]按钮，出现“配置DHCP选项”窗口。

6.在“配置DHCP选项”窗口中，如果选择“是，我想现在配置这些选项”，此时可以对DNS服

务器、默认网关、WINS服务器地址等内容进行设置；如果选择“否，我想稍后配置这些选项”，可

以在需要这些功能时再进行配置。此处，我们选择前者，单击[下一步]按钮。

7.在出现的窗口中，常常输入网络中路由器的IP地址（即默认网关的IP地址）或是NAT服务器

（网络地址转换服务器）的IP地址，如WinRoute、SyGate等。这样，客户机从DHCP服务器那里得到

的IP信息中就包含了默认网关的设定了，从而可以接入Internet。

8.单击[下一步]按钮，在此对话框中设置有关客户机DNS域的名称，同时输入DNS服务器的名

称和IP地址。，然后单击[添加]按钮进行确认。单击[下一步]按钮，在出现的窗口中进行WINS服务

器的相关设置，设置完后单击[下一步]按钮。

9.在出现的窗口中，选择“是，我想现在激活此作用域”后，单击[下一步]按钮，在出现的

窗口中单击[完成]按钮，设置结束。此时，就可以在DHCP管理器中看到我们刚刚建好的作用域。

注意：如果您的校园网络是以工作组的形式存在的，可以在第6步的“配置DHCP选项”窗口中

选择“否，我想稍后配置这些选项”，此时设置过程跳过第7、8步。如果您的校园网络是以域的

形式存在的，建议您的网络配置顺序为：活动目录的建立→WINS的建立→DNS的建立→DHCP的建

立，这样可以减少很多麻烦。

DHCP服务的测试

经过上述设置，DHCP服务已经正式启动，我们需要在客户机上进行测试。只需把客户机的IP地

址选项设为“自动获取IP地址”，随后重新启动客户机。在客户机的“运行”对话框中键入“Ipco

n fig/all”，即可看到客户机分配到的动态IP地址。

DHCP协议详解(上)

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在常见的小型网络中（例如家庭网络和学生宿舍网），网络管理员都是采用手工分配IP地址的方法，而到了中、大型网络，这种方法就不太适用了。在中、大型网络，特别是大型网络中，往往有超过100台的客户机，手动分配IP地址的方法就不太合适了。因此，我们必须引入一种高效的IP地址分配方法，幸好，DHCP（DynamicHostConfigurationProtocol）为我们解决了这一难题。

DHCP的优缺点

DHCP服务优点不少：网络管理员可以验证IP地址和其它配置参数，而不用去检查每个主机；DHCP不会同时租借相同的IP地址给两台主机；DHCP管理员可以约束特定的计算机使用特定的IP地址；可以为每个DHCP作用域设置很多选项；客户机在不同子网间移动时不需要重新设置IP地址。

但同时也存在不少缺点：DHCP不能发现网络上非DHCP客户机已经在使用的IP地址；当网络上存在多个DHCP服务器时，一个DHCP服务器不能查出已被其它服务器租出去的IP地址；DHCP服务器不能跨路由器

与客户机通信，除非路由器允许BOOTP转发。

工作流程

DHCP服务的工作过程是这样的：

1.发现阶段，即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户机以广播方式（因为DHCP服务器的IP 地址对于客户机来说是未知的）发送DHCPdiscover发现信息来寻找DHCP服务器，即向地址255.255.255. 255发送特定的广播信息。网络上每一台安装了TCP/IP协议的主机都会接收到这种广播信息，但只有DHC P服务器才会做出响应（如图1）。

2.提供阶段，即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCPdiscover发现信息的DHCP服务器都会做出响应，它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机，向DHCP客户机发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCPoffer提供信息（如图2）。

3.选择阶段，即DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DH CP客户机发来的DHCPoffer提供信息，则DHCP客户机只接受第一个收到的DHCPoffer提供信息，然后它就以广播方式回答一个DHCPrequest请求信息，该信息中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。之所以要以广播方式回答，是为了通知所有的DHCP服务器，他将选择某台DHCP服务器所提供的IP地址（如图3）。

4.确认阶段，即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。当DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCPreque st请求信息之后，它便向DHCP客户机发送一个包含它所提供的IP地址和其他设置的DHCPack确认信息，告诉DHCP客户机可以使用它所提供的IP地址。然后DHCP客户机便将其TCP/IP协议与网卡绑定，另外，除DHC P客户机选中的服务器外，其他的DHCP服务器都将收回曾提供的IP地址（如图4）。

5.重新登录。以后DHCP客户机每次重新登录网络时，就不需要再发送DHCPdiscover发现信息了，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCPrequest请求信息。当DHCP服务器收到这一信息后，它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址，并回答一个DHCPack确认信息。如果此IP地址已无法再分配给原来的DHCP客户机使用时（比如此IP地址已分配给其它DHCP客户机使用），则DHCP服务器给DH

CP客户机回答一个DHCPnack否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCPnack否认信息后，它就必须

重新发送DHCPdiscover发现信息来请求新的IP地址。

6.更新租约。DHCP服务器向DHCP客户机出租的IP地址一般都有一个租借期限，期满后DHCP服务

器便会收回出租的IP地址。如果DHCP客户机要延长其IP租约，则必须更新其IP租约。DHCP客户机启

动时和IP租约期限过一半时，DHCP客户机都会自动向DHCP服务器发送更新其IP租约的信息。

为了便于理解，我们把DHCP客户机比做餐馆里的客人，DHCP服务器比做服务员（一个餐馆里也可

以有多个服务员），IP地址比做客户需要的食物。那么可以这样描述整个过程：客人走进餐馆，问：

“有没有服务员啊？”（DHCPdiscover），多个服务员同时回答：“有，我这有鸡翅”“有，我这有汉堡”（DHCPoffer）。客人说：“好吧，我要一份汉堡”（DHCPrequest，这个客人比较死板，总是选择

第一次听到的食物），端着汉堡的服务员回应了一声：“来啦”（DHCPack），并把食物端到客人面前，

供其享用（将网卡和IP地址绑定）。客人下次来的时候，就直接找上次那个服务员点自己喜欢的汉堡了（DHCPrequest），如果还有汉堡，服务员会再次确认并上菜（DHCPack），而如果已经卖完了，服务员

则会告诉客人：“不好意思，已经卖完了”（DHCPnack）。当然，服务员隔一段时间会来收拾一次桌

子，除非客人特别说明这菜还要继续吃的，服务员会将剩菜端走。

DHCP协议详解(下)

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上期我们详细介绍了DHCP的工作原理，接下来，我们就向大家说明如何在服务器上配置DHCP服务，我们选取了两种最为常见的服务器操作系统Windows2000Server和Linux作为讲解实例，另外我们还会介绍如何在常见的网络设备上配置DHCP。

Windows2000Server

Windows2000Server在DHCP上下了很大的功夫，不仅解决了NT4.0中的种种问题，而且还增加了许多新的特性。例如和DNS的集成，加强的DHCP监视和管理，DHCP集群服务器，DHCP目录授权等等。

下面是在Windows2000中配置DHCP服务的实例

1.安装DHCP服务。用管理员账号登录，在控制面板中双击“添加/删除程序”，选择“添加/删除Window s组件”，启动Windows组件向导，选中“网络服务”，单击“详细信息”，选中“动态主机分配协议”，单击“确定”，即可在该服务器上安装DHCP服务。

2.要想使刚安装的DHCP服务器能为客户机分配IP地址，必须首先在域中为该服务器授权。使用管理员账号登录计算机，在“管理工具”菜单中打开DHCP控制台；在控制树中，右键单击想要授权的服务器，在弹出菜单中，单击“授权”，即可完成对该服务器的授权。

小知识：授权（Authorize），这个功能非常实用和必要，因为在旧版本的DHCP服务器中任何用户都可以创建一台DHCP服务器，该服务器也可以为用户分配IP地址，这样就可能造成地址冲突，在Windows2000Ser ver中这个问题得到了有效的解决：任何DHCP服务器只有在目录服务中被授权之后才能为客户分配IP地址，否则即使该服务器收到租用请求，也不能为客户机分配IP地址。

3.创建并配置作用域。在控制树中，右键单击要用来分配地址的服务器，选中“新建作用域”，在接下来的向导中，依次设置作用域名、作用域的起始地址、输入子网掩码、排除的地址或地址范围、DHCP租约期限信息。名称项只是作提示用，可填任意内容。IP地址范围中有起始地址、结束地址和子网掩码的选项，我们可以分别填入10.0.0.1，10.255.255.254，255.0.0.0（如图1）。如果有必要，可在后面的选项中输入要保留的IP地址或IP地址范围。租约期限选项可设定DHCP服务器所分配的IP地址的有效期，比如设8天。最

后，分配好DNS、WINS服务器，并激活作用域。

设置IP地址范围

RedHatLinux

在Linux上配置DHCP需要的文件有/etc/dhcpd.conf，/var/state/dhcp/

dhcpd.leases，相关工具有/etc/rc.d/init.d/dhcpd。下面是在RedHatLinux上配置DHCP的实例：

1.设置DHCP服务器的FQDN名

optiondomain-name"https://www.360docs.net/doc/c89036088.html,"

2.设置DNS的服务器地址

optiondomain-name-servers10.1.1.1;

3.设置子网掩码

optionsubnet-mask255.255.0.0;

4.设置租约时间

如果客户端不能请求一个指定的租用期，就使用该参数来定义该地址租用的时间长度default-lease-t ime1200;

如果客户端可以请求一个制订的租用期，就使用该命令来定义最长的租用时间max-lease-time87600

5.设置子网的网段及相关范围配置

subnet10.0.0.0netmask255.0.0.0;

{

range10.0.0.210.10.10.10;//指定子网的IP范围

optionbroadcast-address10.0.0.255;//指定子网的广播地址

optionrouters10.0.0.1;//指定网关的IP

}

6.给客户绑定静态IP

hostclinet{

hardwareethernet00:50:BA:CA:2E:D2;

fixed-address10.10.10.10;

}

网络设备

有时候，在一些中高端的网络设备（路由器、交换机）上已经集成了DHCP服务，我们便可以在网络设备上实现DHCP服务，不使用专门的主机做DHCP服务器，以节省成本。

下面是在cisco路由器上配置DHCP的实例

1.指定不自动分配的IP地址范围

ipdhcpexcluded-address10.1.1.110.1.1.19//指定从10．1．1．1到10．1．1．19的IP地址是手工分配的

2.设置DHCP地址池

ipdhcppoolglobal//这条命令指定了DHCP地址池的名称

network10.1.0.0255.255.0.0//动态分配的IP地址范围，这里是10．1．0．0网段所有的IP地址（前面指定的非自动分配地址除外）

3.设置DHCP附加信息

https://www.360docs.net/doc/c89036088.html,//为客户机配置域后缀

dns-server10.1.1.110.1.1.2//为客户机配置DNS服务器的地址，这里是10．1．1．1和10．1．1．2

netbios-name-server10.1.1.510.1.1.6//为客户机配置WINS服务器地址，这里是10．1．1．5和1 0．1．1．6

netbios-node-typeh-node//为客户机配置节点模式（影响名称解释的顺利　如h－node是先通过wins 服务器解释）

default-router10.1.0.10010.1.0.101//为客户机配置默认网关

4.设置租约期限

lease8//设置租约时间为8天

5.有时候我们需要为DHCP服务器设置子地址池，例如我们希望10.1.1.0/24这个网段的客户机的网关为10.1.1.100，我们这样设置：

ipdhcppoolsubglobal

network10.1.1.0255.255.255.0//global的子地址池，将从global继承域名等选项

default-router10.1.1.10010.1.1.101//为客户机配置默认网关

6.相关的DHCP调试命令

noservicedhcp//停止DHCP服务

showipdhcpbinding//显示地址分配情况

showipdhcpconflict//显示地址冲突情况。