DHCP技术实现动态IP地址管理.doc

用DHCP技术实现动态IP地址管理 摘　要:随着人们对计算机网络移动的需求,静态地址分配已经暴露出许多弊端,DHCP动态主机配置技术能解决IP冲突等诸多问题,对网络系统管理具有重要意义。 关键词:DHCP;服务器;TCP/IP;网络 1　前言 动态IP地址,顾名思义就是设备所取得的IP地址是非固定的,是可以动态分配和取得的。使用动态IP地址的原因主要有两个:一是可以用较少的IP地址构建较大的网络;二是可以增加网络内计算机的可移动性。如果采用静态IP地址分配,就会给网络管理和使用者带来很多不便,每到一个地方想上网必须先配置计算机(IP地址、子网掩码、网关、DNS),容易发生IP地址冲突等问题,造成机器不能正常使用。目前可以使用DHCP(Dynamic Host Configuration Proto-col,动态主机配置协议)技术来解决动态IP地址的分配问题。 DHCP技术是由国际标准化组织颁布、在TCP/IP协议基础上运行、对Internet地址(网络地址)进行有效管理的协议。它使用方便,具有广阔的发展前景,有以下优点: (1)采用租用方式,需要时向DHCP服务器申请IP,用完后释放,使服务器IP地址可以再利用; (2)自动对DHCP客户机进行TCP/IP配置,避免手工设置IP及子网掩码的错误和一个IP地址分配多个用户产生的冲突; (3)Windows 2000 Server的DHCP服务器数据库是一个动态数据库,向客户机提供租约或释放租约时会自动更新,降低了管理IP地址的难度,所有DHCP客户的设置和变更都由客户机和服务器自动完成,不需人工干涉。Windows 2000 Server针对传统DHCP功能的局限做了一些新的扩展,所以我们推荐DHCP服务器使用Windows 2000 Server(简体中文版)。本文主要以Windows 2000 Server为例讲述DHCP技术的原理。 2　DHCP技术的工作原理 2.1　DHCP概述 现行的IP协议是20多年前Internet发展初期提出的,它通过两级分层IP编址、子网、DNS主机名识别各种控制协议等,对连在Internet上的主机进行IP地 址分配和管理。TCP/IP协议已经暴露出很多问题,并成为制约Internet进一步发展的瓶颈。 DHCP技术的设计目的就是动态、灵活地使用IP地址,降低TCP/IP网络管理的复杂性,它是一个Client/Server协议。DHCP服务器负责客户机IP地址的集中管理和分配,IP地址数据库存放在服务器上,客户机向DHCP服务器申请和租用IP地址,DHCP服务器可以动态地为客户机自动分配IP地址,也可为特定客户机分配永久IP地址。客户端的DHCP软件会搜索网络中的DHCP服务器,并申请从DHCP服务器中获得IP地址。现有的操作系统Win98/Win2000/Windows Me/Linux等都带有DHCP客户端软件协议,使用时只要启动就能与DHCP服务器通信,取得认证和得到IP地址。 2.2　DHCP服务器的IP配置信息交互过程 图1　DHCP服务器的IP配置信息交互过程 (1)当用户要使用TCP/IP时,广播一个DHCPDiscover请求来寻找网络中的DHCP服务器,通过DHCP Relay方式把DHCP数据包发出去,如果路由器上有DHCP中继代理,这个广播数据包还可以转发到远程网络上的DHCP服务器。因为客户机没有IP地址,所以源地址可设为0.0.0.0,但它把自己的硬件地址和计算机名打在了数据包里,DHCP服务器能直接响应到这台机器上。 (2)DHCP服务器通过DHCP Offer对收到的DHCP Discover做出反应,能否为这个客户机提供IP地址。如果DHCP服务器能为这台客户机提供IP地址,就从DHCP数据库中送出一个可用的IP,用数据包DHCP Offer提供IP地址、子网掩码等信息给这台客户机。 (3)客户机从最先收到的数据包中得到IP地址信息,广播一个DHCP Request信息包给DHCP服务器作为回答,就确认了IP地址的选择。如果还有其他的DHCP服务器提供IP地址,它们会收到相应的数据包,取消提供IP地址,这些地址仍然可以用。 (4)DHCP服务器提供的IP得到认可后,它将发一个DHCP Pack信息包,表示接受客户端的请求。 2.3　DHCP协议和DHCP服务器地址分配的形式 DHCP中使用的传输协议是UDP协议。DHCP协议的关系层次图如图2所示。 图2　DHCP协议的关系层次 (1)DHCP协议由Client/Server模式构成。 (2)UDP(User Datagram Protocol):TCP/IP家族中的一员,与TCP不同的是UDP不进行信息达到与否的确认。 (3)IP(Internet Pro