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玩转Win2003动态主机分配协议

  【IT168专稿】在基于TCP/IP的网络架构中,IP地址是识别网络中每一个单元(服务器、工作站、路由器、交换机、打印机等)的唯一标识。很多管理员经常接到用户的抱怨电话,申诉自己的计算机上弹出IP地址冲突的警告窗口。对此,他们中的部分人选择向网络管理员申请新的IP地址,更多的一部分选择自己私下里偷偷的更改IP地址,虽然这种更改有时是可以暂时解决问题的,但长期以往,IP地址将变的异常混乱,最终使整个网络无法进行使用和管理。

  我相信这是任何一个网络管理员所不愿意见一的,很多管理员对此也都采取将IP地址和网卡物理地址绑定的办法来解决,可是当网络中的客户端比较多时,你需要逐一绑定,并为它们设置网关、DNS、子网掩码等参数,相信这将占会用你的大量工作之外的休息时间。

  在这种复杂的应用需求下,动态主机分配协议(Dynamic Host Configration Protocol,以下简称DHCP)应运而生,只要在网络服务器上做好DHCP服务的配置,那么客户端会自动获得IP地址,根本不会出现“撞车”现象;并且当网络发生变化时,只要简单的对服务器进行修改,这种变化就会透明的传递给客户端,而对客户端来说根本看不到这种改变的过程,从而免去了手工对几百台(甚至更多)的客户端进行重新配置。

  一、DHCP基本知识
  1.两种设置IP地址途径
  在TCP/IP协议的网络中,计算机网卡的IP地址设置有两种方法:

  (1)手工设置静态IP
  手工设置静态IP是指需要用户用户设置,一定不变的IP地址。这种设置方法需要一一配置,相对来说比较繁琐。但是在一个网络中它是必不可少的,例如服务器、路由器、交换机等都必须使用静态IP地址;同时在小规模的网络中,我们一般也可以使用静态IP地址,这样在管理上也不会带来太大的麻烦,而且直接存储在计算机中的IP地址不需要借助网络从服务器上获取,不占用带宽,速度也较快。

  (2)自动获得IP地址
  当网络规模比较大时,使用手工机械的设置客户端的IP地址显然已经不是很适合,这种情况下我们就可以在网络中配置一个DHCP服务器。我们可以把这个DHCP服务器看到一个IP地址数据库,客户端每次启动时向这个数据库发出请求,以自动获得一个IP地址。使用自动获得IP地址,可以减轻网络管理的负担。

  2.DHCP工作流程
  从客户端向DHCP服务器发出请求,到成功获得一个IP地址的过程一共分为四步:
  (1)初始DHCP请求——DHCPDiscover
  当一台客户端被配置成自动获取IP地址,那么该台计算机在开机时就会向外面发送一条名为DHCPDiscover的消息,内容为“谁是DHCP服务器,请回答我!我现在需要一个IP地址,请给我吧!”,需要注意的是这条消息是以“广播”形式发送的,网络上所有的计算机都会接到这条信息,但只有DHCP服务器才会作出回答。

  (2)DHCP提供——DHCPOffer
  虽然客户端计算机发出的请求是面向网络内的所有计算机的,但不是DHCP服务器的计算机接到消息会将其弃之一旁,而DHCP服务器接到消息后,就会从自己所拥有的IP地址库中找出一个没有被使用的IP地址,然后告诉该台计算机我这儿将给你***.***.***.***这个IP地址。
  需要注意的是虽然DHCP提供了这个IP地址,但此时客户端还不能占用DHCP分配给他的IP地址。

  (3)DHCP请求——DHCP Request
  当客户端接收到DHCP发送过来的消息后,就会向网络上再次发送一个消息,该消息说“我现在要使用***.***.***.***”。发送这条消息的目的有两条,第一它向提供***.***.***.***IP地址的DHCP作出回答,告诉DHCP服务器我将使用你提供的IP地址;第二如果网络中有DHCP服务器,那么它会谢绝其它DHCP提供的IP地址,告诉它们我已经采用别的DHCP提供的服务了。

  (4)DHCP应答——DHCPAck
  当DHCP收到客户端的答复后,就会签下“协议”,将该IP地址分配给客户端使用,同时为其自动匹配网关、DNS等配置。

  3.安装DHCP
  DHCP服务器只能安装在使用了静态IP地址的计算机上,因此在安装DHCP服务之前必须先为网卡设置固定的IP地址,只有这样才能为客户端提供服务。

      设置好IP地址后我们就可以安装DHCP服务了。将Windows 2003安装光盘放进光驱,打开“我的电脑”中的“控制面板”文件夹,双击“添加/删除程序”项。在打开的窗口左侧单击“添加/删除Windows组件”,稍候片刻即会打开Windows组件安装向导窗口。单击“网络服务”项,然后单击“详细信息”按钮,在打开的窗口中选中“动态主机配置协议(DHCP)”(如图1),然后单击“确定”按钮返回组件安装向导,单击“下一步”,向导会显示“正在配置组件”,耐心的等上片刻,待屏幕上出现“完成Windows组件向导”窗口时,单击“完成”按钮结束安装向导。

图1


  二、添加DHCP作用域
  在前文我们介绍过,可以把DHCP看到一个IP地址存储数据库,那么该如何创建这样的IP地址数据库呢?这就是作用域所负责的事情了。事实上一个作用域就相当于一个IP地址数据库,即一个IP地址范围。

  为了使DHCP能够对外提供IP地址,它必须知道自己可以向外提供的IP地址范围,微软把这个IP地址范围以及与其相关的说明信息关联起来,称为一个作用域。因此配置DHCP的首要任务就是创建作用域。

  从“控制面板”的“管理工具”文件夹中打开DHCP窗口,然后右击服务器的图标,在弹出的菜单中选择“新建作用域”,这样就会打开“新建作用域向导”窗口。

  设置作用域名称
  向导的第一步就是配置作用域名称,这并没有实际意见,但为了便于管理和识别,我们可以在名称或描述中输入关于当前作用域的一些信息,输入后单击“下一步”继续。

  IP地址范围
  我们知道一个作用域实际上就是一个IP地址范围,因此当向导提示我们进行IP地址范围设置时我们只需要输入分配给该作用域的起始IP地址;而长度与子网掩码一般不需要作出改动,它们是自动生成的(如图2)。

图2

  添加排除
  前文我们说过IP地址的获得有手工静态指定和动态获得两种。那么在实际应用中就会出现这样的情况,在我们上一步分配的IP地址范围中可能会有某些IP地址需要固定分配给一些服务器或其它有特别需要的计算机,对此我们只需要在向导的“添加排除”窗口中输入需要排除在外的IP地址范围,如果只有单个IP地址,那么只要在“起始IP地址”中输入,然后单击“添加”按钮即可,需要注意的是这里可以重复添加多个IP地址或多个IP地址段。


  租约期限
  客户端从DHCP服务器获得一个IP地址,微软很有趣的把这个过程称为“租约”,既然是租的那么就得有借有还。在“租约期限”窗口就可以设置租用的时间,默认值为8天(如图3)。一般来说,如果网络中的IP地址资源比较丰富,那么我们就可以将该租约期限设置的长一些,如果IP地址数量比较缺陷,那么就得缩短租约期限,加大流通率,相信这一点一定不难理解。

图3

  在说到租约期限这一点有必要介绍一下IP地址的租用和续租。当一台客户端经过上面所述的四步获得一个IP地址后,当其使用该IP地址达到设置的租期一半时间时,它就会向DHCP服务器发出请求,希望能够继续使用该IP地址,如果服务器作同了回答,那么客户端将重新开始一个租用周期;相当如果没有作出回答,那么客户端会每隔两分钟向DHCP服务器发送请求,这种请求如果在租期的87.5%之前作出回答,则可以继续使用该IP地址并开始一个新的租用周期;如果到了87.5%还没有联系上,那么将停止使用该IP地址,DHCP服务器也会将该IP地址释放出来。


  可能有朋友要说,你上面讲的情况是针对计算机一直开机使用的,如果计算机关机了该怎么办呢?当客户端关机后重启时,它会发出一个广播请求,给网络中所有的计算机发送一个DHCP请求信息,以便使用原来的IP地址和配置。如果此时没有DHCP服务器作出回答,并且DHCP租期还没有满,那么该客户端将可以继续使用该IP地址。

  配置DHCP选项
  我们知道完整的客户端配置,不仅包括IP地址,还包括网关、DNS等内容。如果DHCP只能提供IP地址的分配,而不能自动完成客户端其它参数的设置,那么对于网络管理者来说还是比较麻烦的。
  对此,在出现“配置DHCP选项”窗口,询问我们是否为该作用域配置DHCP选项时,我们需要选中“是,我想现在配置这些选项”项,然后单击“下一步”,会提示我们输入默认网关,在“IP地址”下输入网络中使用的网关地址,然后单击“添加”按钮(如图4);添加完毕继续单击“下一步”进入DNS设置窗口,直接在“IP地址”中输入DNS服务器的地址,然后单击“添加”按钮。

图4

  不过更多的时候为了我们为了测试DNS服务器的正确性,可以在“服务器名”中输入DNS服务器的名称,然后单击“解析”按钮,如果没有错误的话DNS服务器的址将自动填写在“IP地址”中。
  接下来还会要求我们进行WINS配置,这和DNS配置过程是一样的,只需要根据网络的实际应用环境填写相应的参数即可。最后,作用域向导提示我们是否激活当前的作用域,当然选择“是,我想现在激活作用域”选项,选好该项后单击“下一步”则会提示我们成功创建了作用域,单击“完成”按钮返回DHCP窗口,在该窗口中我们可以看到创建的作用域所使用的地址池、地址租约、保留等内容(如图5)。

图5

  我们可以根据实际应用的需要创建多个作用域。

  三、作用域管理
  并不是说完成了作用域的创建就已经万事皆休了。事实上我们可能需要对其进行进一步的管理。
  修改设置
  这是一种经常需要的操作,建成之后的作用域因为使用需要,很可能面临着更改名称、更改IP地址范围或者改变租用期限的情况。对上我们只需要在DHCP服务中右击作用域名称,在弹出的菜单中选择“属性”命令,在打开的作用域属性窗口的“常规”选项卡中就可以对其进行修改了。如果我们将DHCP客户的租用期限设为“无限制”,那么客户获得一个IP地址后将可以无限期的使用该IP地址(如图6)。

图6

  查看使用信息
  作为一个管理者,需要随时查看DHCP的使用状态。对此我们只需要在DHCP管理平台中打开“地址租约”,这样就可以在右侧看到已经被占用的IP地址情况了。如果要想作出统计,只需要右击作用域名称,在弹出的菜单中选择“显示统计信息”,这样就会弹出一个窗口,告诉我们地址被使用的百分比(如图7)。

图7

  不仅可以查看作用域的使用情况,我们还可以直接在服务器名称上右击,在弹出的菜单中选择“显示统计信息”,这样就可以查看所有作用域的IP地址使用情况了,不过如果只有一个作用域,那么两者显示的数据则是相同的。
  这一点与DHCP管理窗口中的作用域选项和服务器选项是一致的,前者作用域选项只针对当前作用域,而服务器选项则是针对所有的作用域而言的,对此在设置时不要混淆。

  协调服务器数据库
  为了保持DHCP服务器中的数据库里面的信息与注册表中的数据一致,我们可以右击作用域,在弹出的菜单中选择“协调”命令,在打开的窗口中单击“验证”按钮(如图8),当弹出一个“此数据库是一致”的信息窗口时,就表示数据库中的信息与注册表中的信息是一致的。

图8


  停用和删除
  对于已经建成的作用域如果我们不需要了,那么则可以将其停用或删除。其方法是在作用域上右击,在弹出的菜单中选择“停用”或者“删除”命令即可。需要注意的是停用的作用域,可以通过右键菜单中的启用来重新发挥作用,而删除的作用域是无法恢复的。

  四、配置DHCP客户端
  1.Windows 98客户端配置
  如果客户端是Windows 98操作系统,那么我们只需要依次选择“开始—设置—控制面板—网络”。在打开的网强对话框中选择“已经安装了下列网络组件”中的“TCP/IP”项,并单击“属性”按钮。将打开的窗口切换到“IP地址”选项卡,选中“自动获得IP地址”选项,单击“确定”按钮重新启动后即可完成配置。

  2.Windows 2000/XP/2003客户端配置
  右击桌面上“网上邻居”图标,在弹出的菜单中选择“属性”命令,在打开的窗口选中“本地连接”图标并右击,在弹出的菜单中再次选择“属性”命令,然后选中对话框里“此连接使用下列选定的组件”中的“Internet协议(TCP/IP)”项(如图9),按下“属性”按钮打开配置窗口,选中“自动获得IP地址”和“自动获得DNS服务器地址”选项,最后单击“确定”按钮保存设置。

图9


  3.立即刷新DHCP客户端
  如果我们对DHCP作用域作了一些修改,例如改变了DNS地址,那么客户端还没有到服务器上进行IP续租的时间,这时客户端该如何使自己的配置刷新呢?其实这个时候只需要在命令提示下输入“Ipconfig /renew”并回车,命令执行后就完成了DHCP客户端的刷新工作了(如图10)。

图10

    基于上述配置后,网络中再也不会出现IP地址冲突等问题了,有新的计算机连入网络也能够自动完成网络配置,不必再跟网络管理人员进行联系,从而有效提高企业网络的利用效率,解放了网管人员,为企业的发展提供良好的服务保障。

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