利用DHCP自动指派IP地址

第2章利用DHCP自动指 派IP地址在TCP/IP网络上，每台主机都必须有唯一的IP地址，并且通过 该IP地址跟网络上的 其他主机沟通，每台主机在设置IP地 址时，可以采用以下的两种方式之一。1、手动输入。比较容易出错，出错时不易找出问题，加重管 理的负担。2、自动向DHCP服务器索取IP。可以减少人工错误的困扰，减 轻管理上的负担。要使用DHCP 动态主机配置协议方式自动索取IP地址时，整个 网络必须至少有一台计 算机内安装了DHCP服务器服务， 其他要使用DHCP功能的客户端必须要有支持自动向 DHCP 服务器索取IP地址的功能，这些客户端称为DHCP客户端，2.1主机IP地址的设置 DHCP（ Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是 一种简化主机IP配置管理的TCP/IP标准。手动配置TCP/IP必须在每台客户端计算机上输 入 IP 地址用户可能输入错误或无效的 IP 地址对于计算机在子网间频繁移动 的网络来说，增加了管理上的 开销若需要改变多个客户端的某个 IP值，则必须必须更新每台客 户端的IP配置。自动配置TCP/IPDHCP 服务器自动为客户端计算 机提供 IP 地址确保网络中的客户端使用正确的 配置信息。若需要改变多个客户端的IP配置 数据，只需要在DHCP服务器上 进行适当的修改，DHCP会自动 更新客户端的IP配置信息以反映 网络结构的变化DHCP所提供的功能 当DHCP客户端启动时，它就会自动与DHCP服务端 沟通，并且要求DHCP服务器提供IP地址给DHCP客 户端，而DHCP服务器在收到DHCP客户端的要求后 ，会根据DHCP服务器的设置，决定如何提供IP地址 给客户端。1、永久租用。2、限定租期：当DHCP客户端向DHCP服务器租用到 IP地址后，DHCP客户端只是暂时可以使用这个地址 一段时间。事实上，DHCP服务器不但可以给DHCP客户端提供 IP地址，它还可以分配给DHCP客户端提供一些其他 的选项设置，例如：子网掩码、默认网关与其他的 配置设置。DHCP 分配 IP 地址的方式DHCP 服务器DHCP 数据库IP 地址 1:：DHCP 服务器提供给客户端 1 IP 地址 2:：DHCP 服务器提供给客户端 2 IP 地址 3：DHCP 服务器可提供的其他地址DHCP 客户端 2： DHCP 服务器 提供 IP配置非 DHCP 客户端： 静态 IP 配置DHCP 客户端 1： DHCP 服务器 提供 IP配置限定租期 租约续订永久租用2.2 DHCP的运行原理 当DHCP客户端的计算机启动时，它会与DHCP服务 器沟通，以便向DHCP服务器索取IP地址，子网掩码 等PCP/IP的设置数据。然而它们之间的沟通方式， 却是根据DHCP客户端是否在向DHCP服务器索取一 个新的IP地址，还是在更新租约而有所不同2.2.1 向DHCP服务器索取IP地址在以下的场合中，DHCP客户端会向DHCP服务器索 取一个新IP地址：1、该客户端计算机第一次以DHCP客户端的身份启 动，也就是它第一次向DHCP服务器 索取IP地址 。2、该DHCP客户端所租用的IP地址被DHCP服务器收 加给其他客户端使用掉了。3、该DHCP客户端自己释放掉原先租用的IP地址。DHCP 租约生成过程DHCP 客户端广播 DHCP discover1DHCP 服务器广播 DHCP offer2DHCP 客户端广播 DHCP request3DHCP Server 1 广播 DHCP ack或DHCP nack4DHCP 客户端DHCP Server 1DHCP Server 2DHCP客户端与DHCP服务器之间，通过以下的四个包来相互沟通1、DHCPDISCOVER：DHCP客户端会先发出DHCPDISCOVER的广播信 息到网络上，以便查找一台能够提供IP地址的DHCP服务器。2、DHCPOFFER：当网络上的DHCP服务器收到DHCP客户端的 DHCPDISCOVER信息后，它就是由IP池中挑选一个还没有出租的IP地 址，然后利用广播的方式提供给DHCP客户端。3、DHCPREQUEST：当DHCP客户端挑选好第一个收到的DHCPOFFER 信息后，它就利用广播的方式，响应一个DHCPREQUEST信息给DHCP 服务器。4、DHCPPACK：DHCP服务器收到DHCP客户端的要求IP地址的 DHCPREQUEST信息后，就会以广播的方式给DHCP客户端送出 DHCPPACK确认信息，确认信息里包含着IP地址、子网掩码、DNS地 址等信息。2.2.2 更新IP地址的租约DHCP 客户端DHCP 服务器1DHCP 服务器2DHCP 客户端发送 DHCP 请求1DHCP 服务器 1 发送 DHCP 确认250% 租约期已 过87.5% 租约期 已过100% 租约期 已过如果 50% 的租约期过后客户端续订失败，到 87.5% 租 约期过期时 DHCP 续订过程重新开始87.5% 的租约期过后如果客户端续订失败，客户端开始 DHCP 租约产生过程，发送 DHCP discover自动更新租约DHCP客户端会以下情况下自动向DHCP服务器更新 租约：1、客户端重新启动，每一次客户端重新启动，都 会自动将DHCPREQUEST广播信息发给服务器；若租 约无法更新，客户端常识与默认网关通信，通信成 功且租约未到期，客户端继续使用此IP等待下一次 更新时间再更新，若无法与默认网关通信，客户端 会放弃当前IP，改用169.254.0.1169.254.255.254之 间的地址，并每隔5分钟再尝试更新租约；2、IP租约过期一半时如租期过半无法成功更新租约，客户端继续使用此 IP，当租期过7/8时，再利用DHCPREQUEST广播信息 来向任何一台DHCP服务器更新租约，如果仍无法 更新，则此客户端会立刻放弃其正使用的IP地址， 然后利用DHCPDISKCOVER信息重新向DHCP服务器 申请一个新的IP地址。只要DHCP客户端能够成功更新租约，DHCP服务器 就会响应一个DHCPACK信息给它，客户端就可以继 续使用此IP并重新取得一个新的租约，新租约视当 时DHCP服务器上的配置而定。在更新租约时，如果这个IP以无法再分配，则DHCP 服务器会响应一个DHCPACK信息给客户端。手动释放、续订和验证IP 地址释放和续订 IP 地址：释放 IP 地址：ipconfig /release续订 IP 地址：ipconfig /renew验证续订的 IP 地址：ipconfig /all注意 IP 地址获取的时间和IP 地址过期的时间手动释放、续订和验证 IP 地址释放 IP 地址手动释放、续订和验证 IP 地址续订 IP 地址手动释放、续订和验证 IP 地址验证 IP 地址2.2.3 自动分配私有IP地址（备用地址）Automatic Private IP Addressing（APIPA)当 DHCP 客户端无法从 DHCP 服务器接收 IP 地址时 才使用备用地址备用地址有两种：APIPA 备用地址，地址类型是 169.254.0.0/24用户备用地址，由用户自行配置 IP 地址备用地址的优先级APIPA 备用地址比用户备用地址优先级高备用配置分配 IP 地址的方法是否否是是否DHCP 服务器分配地 址给客户端分配 APIPA 地址分配用户设置 的 IP 地址不分配用户设置 的 IP 地址服务器找到了吗？是否用户设置的 备用配置？激活和配置 APIPA 吗？DHCP 客户端寻找 DHCP 服务器APIPA 分配 IP 地址的方法启动 APIPA 备用配置的方法默认情况下APIPA自动生效注册表中启用 APIPA 备用地址： HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlS etServicesTcpipParameters IPAutoconfigurationEnabled = 1， IPAutoconfigurationEnabled 是 DWORD 值，或者 没有 IPAutoconfigurationEnabled 项APIPA 分配 IP 地址的方法用户备用地址用户备用地址的使用场合希望自己的便携式计算机既能在办公室中使用， 又能在家中使用，这时配置 TCP/IP 的备用配置非 常有用在办公室，便携式计算机使用 DHCP 分配的 TCP/IP 配置在家中，由于没有现成的 DHCP 服务器，因此便 携式计算机自动使用备用配置用户备用地址的作用 提供了对家庭网络设备和 Internet 的简单访问方 式，同时允许在两个网络上进行无缝操作，并且 无需手动配置 TCP/IP 设置用户备用地址启用用户备用地址的方式：编辑注册表 HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrentControlSet ServicesTcpipParametersIPAutoconfigurationEnabled = 0， IPAutoconfigurationEnabled 是 DWORD 值用户备用地址2.3 DHCP服务器的授权为避免私自架设DHCP服务器，DHCP架设完成后并 不立刻提供服务，而需要经过“授权（Authorize）” 未经授权的DHCP服务器不会提供服务。如果部署了 Active Directory，那么所有作为 DHCP 服务器运行的计算机必须是域控制器或域成员服务 器，才能获得授权并为客户端提供 DHCP 服务。也 可以将独立服务器用作 DHCP 服务器，前提是它不 在有任何已授权的 DHCP 服务器的子网中，一般不 推荐使用该方法。如果独立服务器检测到同一子网 中有已授权的服务器，它将自动停止向 DHCP 客户 端租用 IP 地址。DHCP授权的原理与注意事项1、必须在Active Directory域环境中DHCP服务器才可 以被授权2、 Active Directory域中所有DHCP服务器都必须经 过授权；3、只有Enterprise Admins组内成员才有权执行授权 ；4、已被授权的DHCP服务器的IP地址记录在DC内 Active Directory数据库中；5、DHCP服务器在启动时，会通过所属域树（ Domain forest）内的Active Directory数据库检查此 DHCP服务器是否已被授权，若已授权，则此服务 器就可以提供服务给客户端，不论DHCP客户端计 算机是否隶属于同一域树；6、不是域成员的DHCP服务器（独立服务器）无法 被授权，此服务器在启动DHCP服务时会检查其所 属子网内是否存在任何一台已经存在Active Directory 内授权的DHCP服务器：如存在，不启动DHCP服务如不存在，则启动DHCP服务独立服务器通过广播DHCPINFORM(DHCP INFORMATION MESSAGE）信息查询所属子网内 是否有在AD内已授权DHCP服务器。7、授权只在Windows Server进行，其他系统无法进 行授权。若是Windows Server 2003域网络，第一台DHCP服务 器应为域成员或域控制器，否则如在同一域同一子 网部署并授权另外一台DHCP服务器则此独立服务 器将无法启动。Windows 2000 Server必须安装SP2以上版本才可在 Windows Server 2003的DHCP主控制窗口内被授权；DHCP服务器的完全域名（Fully Qualified Domain Name，FQDN)不可以超过64个字符，如果超过64个 字符，需通过IP地址进行授权，不可通过FQDN；域控 制器活动 目录DHCP 客户端DHCP 服务器1 和域控制器核对 以获取授权 DHCP 服务器列表未授权不处理 DH