探讨DHCP是否能通过数据库进行管理 (dhcp能用数据库管理吗)

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)是一种网络协议,它允许计算机在加入网络时自动获取IP地址、子网掩码、默认网关等网络参数,从而实现自动化网络配置。DHCP服务器通常是由网络管理员手工配置的,但是随着网络规模的扩大和网络设备数量的增加,手工配置已经变得复杂和不可行,DHCP服务器的自动化管理已经成为一个必要的需求。一个常见的问题是:是否可以使用数据库来管理DHCP服务器?这篇文章将探讨这个问题。

我们需要了解DHCP服务器的数据模型:DHCP服务器需要记录每个客户端的地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器、租用时间等信息。这些信息通常存储在DHCP服务器的配置文件中,例如Windows Server的DHCP服务器使用的是文件“dhcp.mdb”或者“dhcp.mdh”。每当一个客户端加入网络时,DHCP服务器需要检查其MAC地址,并在数据库中查找相应的IP地址。如果该IP地址已经被分配给了另一个客户端,DHCP服务器将要求客户端重新请求IP地址。

基于这个数据模型,我们可以看出,DHCP服务器本质上就是一个数据库。所以,使用数据库来管理DHCP服务器是完全可行的。具体来说,我们可以使用以下几种方式来实现:

1. 使用关系型数据库管理DHCP服务器

关系型数据库是常用的数据库类型之一,例如MySQL、Oracle、Microsoft SQL Server等。使用关系型数据库管理DHCP服务器,可以将所有客户端的信息存储在表格中,并针对每个客户端分配唯一的IP地址。DHCP服务器可以使用SQL语句来查询表格中的数据,并根据需要动态地更新某些值。这种方式需要开发一定的SQL语句和数据库管理程序,但是在大规模网络中,它是管理DHCP服务器的更佳方式之一。

2. 使用NoSQL数据库管理DHCP服务器

NoSQL是一种非关系型数据库类型,它适用于大规模、高性能、高可用性的网络环境。例如,MongoDB是一种常见的NoSQL数据库类型。使用NoSQL数据库来管理DHCP服务器,可以将大量的客户端信息存储在分布式数据库中,并使用高效的查询码来查找它们。这种方式需要使用相应的NoSQL数据库管理程序和API,但是它可以带来更好的网络性能和可扩展性。

3. 使用XML或ON文件管理DHCP服务器

XML和ON是两种常见的数据格式,它们可以被DHCP服务器使用来存储客户端信息。例如,Windows Server的DHCP服务器使用XML格式的文件“dhcp.xml”来存储客户端信息。同样,Linux系统也支持使用ON等格式来存储DHCP服务器信息。这种方式比较简单,只需要使用XML或ON编辑器即可,但是它不适用于大规模网络。

综上所述,使用数据库来管理DHCP服务器是完全可行的。具体来说,可以使用关系型数据库、NoSQL数据库或者XML/ON文件来存储和管理DHCP服务器信息。选择合适的方式取决于具体的网络环境和管理需求。无论选择哪种方式,都需要开发相应的数据库管理程序和API,使其能够对DHCP服务器进行动态的、自动化的管理。

相关问题拓展阅读:

求DHCP服务器的安装与配置

我是菜鸟,-

-!!

但是,你的问题好像,简单了点了吧,

是家庭路由器设置DHCP,还是服基握务器的呢!

如果是普通家用路由,里面都有一缓改页DHCP设置的,

最简单的,开启了就行,

有一些麻烦点的,如HUAWEI的MT800,

就要手动填写DNS

如果是专业级的DHCP

SERVER,SORRY,算是我多嘴了,没玩过,

都说了,-

-!

我是搏哪庆菜鸟!!!

实验六:DHCP服务器的配置实验目的:一、掌握DHCP服务器的安装二、掌握DHCP服务器的配置三、掌握DHCP客户端的配置四、掌握终端服务器的安装五、掌握终端服务器的使用实验设备:PC机及Windows 2023系统(文件系统要求为NTFS格式)实验内容:一、DHCP服务器的安装安装DHCP服务器的步骤如下:1.选择“开始”/“设置”/“控制面板”/“添加或删除程序”,选择“添加/删除Windows组件”。2.出现安装向导对话框,请选择“网络服务”/“详细信息”。3.出现设置“网络服务”对话框时,在此选择“动态主机配置协议(DHCP)”复选框,单击“确定”按钮。4.回到前一画面,单击“下一步”按钮,直至安装完成。完成安装后,在“开始”/“程序”/“管理工具”程序组内会多一个“DHCP”选项供用户管理与设置DHCP服务器。 二、授权给DHCP服务器DHCP服务器安装好后并不是立即就可以给DHCP客户端提供服务,它必须经过一个“授权”的步骤。未经授权的DHCP服务器在接收到DHCP客户端索取IP地址的要求时,并不会给DHCP客户端分派IP地址。被授权的DHCP服务器的IP地址记录在Windows 2023的Active Directory内,必须是Domain Admin或Enterprise Admin组的成员,才可以执行DHCP服务器的授权工作。授权的操作步骤如下:1.选择“开始”/“程序”/“管理工具”/“DHCP”管理工具,出现DHCP管理窗口。2.鼠标右键点击要授权的DHCP服务器,选择“管理授权的服务器”/“授权”菜单,出现对话框,输入要授权的DHCP服务器的IP地址,单击“确定”,可以看到 “管理授权服务器”对话框,单击“关闭”按钮就完成授权操作。三、建立可用的IP作用域在DHCP服务器内,必须设定一段IP地址的范围(可用的IP作用域),当DHCP客户端请求IP地址时,DHCP服务器将从此段范围提取一个尚未使用的IP地址分配给DHCP客户端。需要注意的是,在一台DHCP服务器内,只能针对一个子网设置一个IP作用域,例如:不可以建立一个IP作用域为210.43.16.1—210.43.16.60后,又建立另一个IP作用域为210.43.16.100—210.43.16.160。解决方法是先设置一个连续的IP作用域为210.43.16.1—210.43.16.160,然后将中间的210.43.16.61—210.43.16.99添加到排除范围。建立一个陵芦樱新的DHCP作用域的步骤如下:1.用鼠标右键单击要创建作用域的服务器,选择“新建作用域”。2.出现“欢迎使用新建作用域向导”对话框时,单击“下一步”,为该域设置一个名称并输入一些说明文字,单击“下一步”。3.出现对话框,在此定义新作用域可用IP地址范围,子网掩码等信息。例如一组同学DHCP服务器的IP地址是192.168.1.1,可分配供DHCP客户机使用的IP地址是192.168.1.2至192.168.1.18,子网掩码是255.255.255.0,二组同学DHCP服务器的IP地址是192.168.2.1,可分配供DHCP客户机使用的IP地址是192.168.2.2至192.168.2.18,以此类推。完成后单击“下一步”。4.如果在上面设置的IP作用域内有部分IP地址不想提供给DHCP客户端使用,则可以在对话框中设置需排除的地址范围。例如:一组同学输入192.168.1.10至192.168.1.18,二组同学输入192.168.2.10至192.168.2.18,以此类推。单击“添加”,单击“下一步”。5.出现对话框,在此设置IP地址的租用期限,然后单击“下一步”。6.出现对话框时,选择“是,我想现在配置这些选项(Y)”,然后单击“下一步”为这个IP作用域设置DHCP选项,分别是默认网关、DNS服务器、WINS服务器等。当DHCP服务器在给DHCP客户端分派IP地址时,同时将这些DHCP选项中的服务器数据指定给客户端。7.出现对话框时,输入默认网关的IP地址,例如可输入192.168.7.1。然后单击“添加”按钮,单击“下一步”。如果目前网络总还没有路由器,则可以不必输入任何数据,直接单击“下一步”按钮即可。8.出现对话框哗段时,设置客户端尺丛的DNS域名称,输入DNS服务器的名称与IP地址,例如可输入211.94.193.129。或者只输入DNS服务器的名称,然后单击“解析”按钮让其自动帮你找这台DNS服务器的IP地址。单击“下一步”继续。9.出现对话框时,输入WINS服务器的名称与IP地址,或者只输入名称,单击“解析”按钮让自动解析。如果网络中没有WINS服务器,则可以不必输入任何数据,直接单击“下一步”按钮即可10.出现对话框时,选择“是,我想现在激活此作用域”,开始激活新的作用域,然后在“完成新建作用域向导”中单击“完成”即可。完成上述设置,DHCP服务器就可以开始接受DHCP客户端索取IP地址的要求了。 四、IP作用域的维护IP作用域的维护主要是修改、停用、协调、与删除IP作用域,这些操作都在“DHCP”控制台中进行。右键单击要处理的IP作用域,选择弹出菜单中的“属性”、“停用”、“协调”、“删除”选项可完成修改IP范围、停用、协调与删除DHCP服务等操作。 五、保留特定的IP地址可以保留特定的IP地址给特定的客户端使用,以便该客户端每次申请IP地址时都拥有相同的IP地址。这在实际中很有用处,例如你管理单位的网络,一方面可以避免用户随意更改IP地址,另一方面用户也无需设置自己的IP地址、网关地址、DNS服务器等信息,可以通过此功能逐一为用户设置固定的IP地址,即所谓“IP-MAC”绑定,这会给你的维护降低不少的工作量。保留特定的IP地址的设置步骤如下:1.启动“DHCP管理器”,在DHCP服务器窗口列表下选择一个IP范围,用鼠标右键单击“保留”/“新建保留”菜单。2.出现“新建保留”对话框。在“保留名称”输入框中输入用来标识DHCP客户端的名称,该名称只是一般的说明文字,并非用户账号的名称,例如,可以输入计算机名称。但并不一定需要输入客户端的真正计算机名称,因为该名称只在管理DHCP服务器中的数据时使用。在“IP地址”输入框中输入一个保留的IP地址,例如:一组同学输入192.168.1.9,二组同学输入192.168.2.9,以此类推。可以指定任何一个保留的未使用的IP地址。如果输入重复或非保留地址,“DHCP管理器”将发生警告信息。在“MAC地址”输入框中输入上述IP地址要保留给的客户机的网卡号。在“说明”输入框中输入描述客户的说明文字,该项内容可选。网卡MAC物理地址是“固化在网卡里的编号”,是一个12位的16进制数。全世界所有的网卡都有自己的唯一标号,是不会重复的。在安装Windows2023的机器中,通过“开始”/“运行”,输入CMD进入命令窗口,输入ipconfig/all命令查看本机网络属性信息。3.单击“添加”按钮,将保留的IP地址添加到DHCP服务器的数据库中。可以按照以上操作继续添加保留地址,添加完所有保留地址后,单击“关闭”按钮。可以通过单击“DHCP管理器”中的“地址租约”查看目前有哪些IP地址已被租用或用作保留。 六、DHCP选项的设置例如,设置006 DNS服务器,步骤如下:1.用鼠标右键单击“DHCP管理器”中的“作用域选项”/“配置选项”。2.出现 “作用域选项”对话框,选择“006 DNS服务器”复选框,然后输入DNS服务器的IP地址,点按“添加”按钮。如果不知道DNS服务器的IP地址,可以输入DNS服务器的DNS域名,然后单击“解析”让系统自动寻找相应的IP地址,完成后单击确定。完成设置后在DHCP管理控制台可以看到设置的选项“006 DNS服务器”. 七、DHCP数据库的维护在安装DHCP服务时会在%Systemroot%\System32\Dhcp目录下自动创建DHCP服务器的数据库文件,其中的dhcp.mdb是其存储数据的文件,而其他的文件则是辅助性的文件,注意不要随意删除这些文件。1.DHCP数据库的备份DHCP服务器数据库是一个动态数据库,在向客户端提供租约或客户端释放租约时它会自动更新,发现一个文件夹backup,该文件夹中保存着DHCP数据库及注册表中相关参数,可供修复时使用。DHCP服务默认会每隔60分钟自动将DHCP数据库文件备份到此处。如果要想修改这个时间间隔,可以通过修改BackupInterval这个注册表参数实现,它位于注册表项:HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM|CurrentControlSet\Services\DHCPserver\Parameters中。修改备份时间为30分钟。2.DHCP数据库的还原DHCP服务在启动时,会自动检查DHCP数据库是否损坏,并自动恢复故障,还原损坏的数据库。也可以利用手动的方式来还原DHCP数据库,其方法是将注册表HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM|CurrentControlSet\Services\DHCPserver\Parameters下参数RestoreFlag设为1,然后重新启动DHCP服务器即可。也可以直接将backup文件夹中备份的数据复制到DHCP文件夹,不过要先停止DHCP服务。每位同学练习数据库的还原。3.IP作用域的协调如果发现DHCP数据库中的设置与注册表中的相应设置不一致时,例如,DHCP客户端所租用的IP数据不正确或丢失时,您可用协调的功能让二者数据一致。因为在注册表数据库内也存储着一份在IP作用域内租用数据的备份,协调时,利用存储在注册表数据库内的数据来恢复DHCP服务器数据库内的数据。方法是鼠标右键单击相应的作用域选择“协调”菜单。为确保数据库的正确性,定期执行协调操作是良好的习惯。每位同学练习IP作用域的协调。4.DHCP数据库的重整DHCP服务器使用一段时间后,数据库内部数据必然会存在数据分布凌乱,因此为了提高DHCP服务器的运行效率,要定期重整数据库。Windows 2023系统会自动定期在后台运行重整操作,不过也可以通过手动的方式重整数据库,其效率要比自动重整更高,方法如下:进入到\winnt\system32\dhcp目录下,停止DHCP服务器,运行Jetpack.exe程序完成重整数据库,再运行DHCP服务器即可。5.DHCP数据库的迁移要想将旧的DHCP服务器内的数据迁移到新的DHCP服务器内,并改由新的DHCP服务器提供服务,步骤如下:(1)备份旧的DHCP服务器内的数据首先停止DHCP服务器,在“DHCP管理器”中右键单击服务器,选择“所有任务”/“停止”菜单,或者在命令行方式下运行net stop dhcpserver命令将DHCP服务器停止。然后将%systemroot%\system32\dhcp下整个文件夹复制到新的DHCP服务器内任何一个临时的文件夹中。运行Regedt32.exe,选择注册表选项HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM|CurrentControl- Set\Services\DHCPserver,选择“注册表”/“保存项”,将所有设置值保存到文件中。最后删除旧DHCP服务器内的数据库文件夹,删除DHCP服务。(2)将备份数据还原到新的DHCP服务器安装新的DHCP服务器,停止DHCP服务器,方法如上。将存储在临时文件内的所有数据(由旧的DHCP服务器复制来的数据),整个复制到%systemroot%\system32\dhcp文件夹中。运行Regedt32.exe,选择注册表选项HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControl Set\Services\DHCPserver,选择“注册表”/“还原”,将上步中保存的旧DHCP服务器的设置还原到新的DHCP服务器。重启DHCP服务器,协调所有作用域即可。 八、DHCP客户端的设置当DHCP服务器配置完成后,客户机就可以使用DHCP功能,可以通过设置网络属性中的TCP/IP通讯协议属性,设定采用“DHCP自动分配”或者“自动获取IP地址”方式获取IP地址,设定“自动获取DNS服务器地址”获取DNS服务器地址。而无须为每台客户机设置IP地址、网关地址、子网掩码等属性。以Windows 2023的计算机为例设置客户机使用DHCP,方法如下:1.选择“开始”/“设置”/“网络和拨号连接”,打开“网络和拨号连接”窗口。2.用鼠标右键单击“本地连接”/“属性”/“Internet协议(TCP/IP)”/“属性”,打开如图10-21所示TCP/IP属性对话框。3.单击“确定”按钮,完成设置。这时如果你查看客户机的IP地址,就会发现它来自于DHCP服务器预留的IP地址空间。注意:每组只留一台DHCP服务器,其他服务器停止。做客户机。察看申请到的ip地址并察看服务器上的租约。然后,每台机器都要做一遍DHCP服务器,看看结果如何?修改每台机器具有不同的作用域后,再看一看。练习完后,可练习DHCP数据库的迁移和将备份数据还原到新的DHCP服务器。

很简升详细的Windows 2023 Server下搭建DHCP与正乱WINS服举咐档务器教程

dhcp是什么意思 详解网络协议中的dhcp?

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)是一种网络协议,它可以自动分配拆渣IP地址给客户端设备,使得这些设备能够在网络中正常通信。DHCP协议可以帮助管理员简化网络管理,减少手动配置IP地址的工作量,同时也可以防止IP地址冲突和地址浪费。

DHCP协议的优点是:可以大大减少手动配置IP地址的工作量,提高网络管理的效率;可以防止IP地址冲突和地址浪费;可以快速地分配IP地址给新蚂灶加入网络的设备,使得这些设备能够快速地加入网络并正常通信。

DHCP协议的工作原理是:客户端在网络中启动时,会向DHCP服务器发送一个广播请求,请求获取一个可用的IP地址。DHCP服务器接收到请求后,会从一个IP地址池中选择一个可用的IP地址并分配给客户端设备。此外,DHCP服务器还会向客户端设备发送其他网络参数,如子网掩码、默认网关、DNS服务器等。

总之,DHCP协议是一种非常重要的网络协议,它可以帮助管理员简化网络管理,提高网络管理的效率,同时也可以防止IP地址冲突和地址浪费。

DHCP协议的工作原理是:客户端在网络中启动时,会向DHCP服务器发送一个广播请求,请求获取一个可用的IP地址。DHCP服务器接收到请求后,会从一个IP地址池中选择一个可用的IP地闷御扮址并分配给客户端设备。此外,DHCP服务器还会向客户端设备发送其他网络参数,如子网掩码、默认网关、DNS服务器等。

DHCP服务器还有哪些功能

DHCP称为动态主机配置协议。DHCP服务允许工作站连接到网络并且自动获取一个IP地址。配置DHCP服务的服务器可以为每一个网络客户提供一个IP地址、子网掩码、缺省网关、一个WINS服务器的IP地址,以及一个DNS服务器的IP地址。

DHCP的工作原理:

DHCP是一个基于广播的协议,它的操作可以归结为四个阶段,这些阶段是IP租用请求、IP租用提供、IP租用选择运咐、IP租用确认。

1、IP租用请求:在任何时候,客户计算机如果设置为自动获取IP地址,那么在它开机时,就会检查自己当前是否租用了一个IP地址,如果没有,它就向DCHP请求一个租用,由于该客户计算机并不知道DHCP服务器的地址,所以会用255.255.255.255作为目标地址,源地址使用0.0.0.0,在网络上广播一个DHCPDISCOVER消息,消息包含客户计算机的媒体访问控制(MAC)地址(网卡上内建的硬件地址)以及它的NetBIOS名字。

2、IP租用提供:当DHCP服务器接收到一个来自客户的IP租用请求时,它会根据自己的作用域地址池为该客户保留一个IP地址并且在网络上广播一个来实现,该消息包含客户的MAC地址、服务器所能提供的IP地址、子网掩码、租用期限,以及提供该租用的DHCP服务器本身的IP地址。

3、IP租用选择:如果子网还存在其它DHCP服务器,那么客户机在接受了某个DHCP服务器的DHCPOFFER消息后,它会广播一条包含提供租用的服务器的IP地址的DHCPREQUEST消息,在该子网中通告所有其它DHCP服务器它已经接受了一个地址的提供,其他DHCP服务器在接收到这条消息后,就会撤销为该客户提供的租用。然后把为该客户分配的租用地址返回到地址池中,该地址将可以重新作为一个有效地址提供给别的计算机使用。

4、IP租用确认: DHCP服务器接收到来自客户的DHCPREQUEST消息,它就开始配置过程的最后一个阶段,这个确认阶段由DHCP服务器发送一个DHCPACK包给客户,该包包括一个租用期限和客户所请求的所有其它配置信息,至此,完成TCP/IP配置。

DHCP服务常见问题的解决方案

1、根据客户计算机的IP租用原理可以知道,在一个子网内,如果存在多台DHCP服务器来提供地址配置仿告信息,这是不违反请求、分配原则的,因为只要中有一台客户计算机在该子网中提出IP地址租约请求,由于请求是广播形式的,所以在子网中可以有任意数量的特定DHCP服务器响应一个IP租用请求,而客户请求后选中的是这些任意特定DHCP服务器中的某一台,这个选择具有随机性,但有一点要注意的是客户只能为每一张网络接口卡接受一个租用提供,上面所谓特定的DHCP服务器是指那些经过系统授权的DHCP服务器,而非授权的DHCP服务器将无法在网络中提供正常的地址分配服务,这一点非常重要,因为这样一来客户机器将只会在管理员设定的地址范围中取得地址,Windows 2023操作系统的这一新增功能,通过对DHCP服务器进行认证避免了非法DHCP服务器分配非法IP地址造成的IP地址冲突,在实际应用中,客户机器获取非法的地址经常是造成网络瘫痪和无法正常通讯的一大原因。综合上面的分析可以做出之一个问题的结论:在一个子网中可以存在多台DHCP服务器来提供地址分配,但能够作为地址提供的不是任意的DHCP服务器,而应该是经过系统认证的那些,客户机请求地址时最终从那一台经过认证机器中获取时随机的。此外,从另一个角度看,在相同子网上使用多个 DHCP 服务器,将为它所服务的 DHCP 客户机提供更强的容错能力,如下图所示,在一个子网内(网络旁大纯号为192.168.1.0 掩码为255.255.255.0)共用两个 DHCP 服务器,其中的DHCP服务器1不可用的话,DHCP服务器2可以取代它并继续租用新的地址或续订现有客户机。可以建议采用的解决方案是使用 80/20 规则来划分两个 DHCP 服务器之间的作用域地址,具体做法可以是将服务器 1 配置成可使用大多数地址(约 80%),服务器 2 可以配置成让客户机使用其他地址(约 20%)。

2、如果在一个网络中存在多个子网,而多个子网的主机都需要DHCP服务器来提供地址配置信息,那么我们可以采用的方法是在每一个子网中安装一台DHCP服务器,让它们来为各个子网分配IP地址,但从节约资源利用出发,我们一般情况下不这样做,可以采取在一个子网中安装DHCP服务器,让它来为多个子网分配IP地址,实现多子网地址分配可以借助DHCP的中继代理功能实现,而作为中继代理的设备可以是一台提供中继代理程序的Windows2023服务器或是一个符合RFC1542规定的路由器,具备 DHCP/ BOOTP Relay Agent 的功能(DHCP relay agent能够把 DHCP/BOOTP 广播信息从一个网段转播到另一个网段上)。以管理的局域网分为三个子网,用Win2023服务器连接。

下面是实现跨子网使用DHCP服务器的具体解决方案:

(1)安装DHCP中继代理程序:在Windows2023服务器的“路由和远程访问”窗口中,依次展开“本地服务器→IP路由选择→常规”选项,右键点击“常规”选项,在弹出的菜单中选择“新增路由协议”,然后在“新路由协议”窗口中选择“DHCP中继代理程序”,接着点击“确定”按钮。

(2)指定DHCP服务器:右键点击刚刚添加的“DHCP中继代理程序”选项,在弹出菜单中选择“属性”,进入“DHCP中继代理程序属性”对话框,在“常规”标签页的“服务器地址”栏中输入子网1中DHCP服务器的IP”按钮关闭该对话框。

(3)配置访问接口:右键点击“DHCP中继代理程序”选项,在弹出菜单中选择“新增接口”,然后在“DHCP中继代理程序的新接口”对话框中的“接口”列表框中选中可以访问子网1中的DHCP服务器的接口,这里新增的接口应该是接口二和接口三,接着点击“确定”按钮。然后在弹出的“DHCP中继站属性”对话框中,选中“中继DHCP数据包”选项,这样就启用了它的中继功能,最后点击“确定”按钮。

(4)DHCP服务器中配置一个超级作用域,其中包含三个普通作用域,作用域地址范围可以分别设置为192.168.1.10~192.168.1.254(分配给子网1的PC使用);192.168.2.10~192.168.2.254(分配给子网2的PC使用);192.168.3.10~192.168.3.254(分配给子网3的PC使用),必须记住DHCP只能为每一个子网分配一个范围。

完成以上配置后,子网2和子网3中的DHCP客户机PC2及PC3就可以通过主机A的DHCP中继代理程序访问子网1中的DHCP服务器。

3、解决了单台DHCP服务器为多个子网分配IP地址后,我们还要搞清楚的一个问题是,如果某一个子网的PC如子网2中的PC2或子网3中的PC3发出地址请求信息后,主机A可以作为中继代理对他们的请求传达子网1中的DHCP服务器,但该DHCP服务器如何可以确定并准确地将作用域192.168.2.0网段的地址分给PC2而把作用域192.168.3.0网段的地址分给PC3呢?这个是多数学生可能存在的疑问,要搞清楚这个问题,可以参考以下的原理分析来找答案:以子网2中的主机PC2为例,DHCP 客户机PC2在子网2 上广播 DHCP/BOOTP discover 消息 (DHCPDISCOVER),广播是将消息以 UDP (User Datagram Protocol)数据包的形式通过 67 端口发出,当中继代理(relay agent)主机A接收到这个消息后,它检查包含在这个消息报头中的网关IP 地址,如果网关IP 地址为 0.0.0.0 ,则用 relay agent主机A的接口二的IP地址192.168.2.1替换它,然后将其转发到 DHCP 服务器所在的子网1上(主机A还担任路由器功能)。当在子网1中的 DHCP服务器收到这个消息后,它开始检查消息中的网关IP地址,然后判断该网关地址是否包含在DHCP的某一个作用域范围内,从而决定它是否可以使用相应的作用域的地址来提供IP地址租约,当然,本例中DHCP服务器将会从作用域192.168.2.10~192.168.2.254选取一个地址来配置PC2;也就是说DHCP客户机的请求地址消息中的网关IP地址 (GIADDR) 将是DHCP服务器用来确定从那个DHCP 范围中挑选IP地址来配置客户机的依据。

4、如果DHCP客户机无法找到DHCP服务器,则它从微软保留的 B 类网段 169.254.0.0 中挑选一个 IP 地址作为自己的 IP 地址,子网掩码为 255.255.0.0 ,所挑选的地址由DHCP客户机利用ARP 广播来确定自己所挑选的 IP 地址是否已被网络上的其它设备使用,如果该 IP 地址已被使用,那么客户机会再挑选另一个IP地址重新进行测试,而且最多可以重试十个IP 地址,直到成功获取配置。在此之后,客户机会在后台继续每隔 5 分钟尝试与DHCP服务器进行通信,一旦与服务器取得联络,则客户机放弃自动设置的 IP 地址,而使用服务器分配的 IP 地址和其它配制信息。所以当你在某一天发现你的PC的IP地址是个B类的地址169.254.0.0/16网段的地址时,你就应该知道那是怎么一回事了吧。

至此,我们分析了几个关于DHCP服务的应用方面的疑难问题,并且给出了相应的解决方案,对于DHCP服务在教学中我们还遇到许多一些其他问题,比如说DHCP服务器本身的地址是否一定要由管理员静态指定,设置为自动获取将会有什么后果?为什么把客户机器向DHCP服务器请求地址称为地址租用,租用时间的长短对网络中IP地址的管理与应用有哪些帮助?如何可以使用DHCP服务让一个自动获取IP的主机能在任何时候都能取得指定的一个固定地址?这些问题都要求教师在教学当中要认真地去探究该服务的每一个细节的知识点,才可以对该知识点的原理以及在实际中的应用进行透彻的讲授,也是我们熟练掌握和使用DHCP服务的前提。

DHCP称为动态主机配置协议。DHCP服务允许工作站连接到网络并且自动获取一个IP地址。配置DHCP服务的服务器可以为每一个网络客户提供一个IP地址、子网掩码、缺省网关、一个WINS服务器的IP地址,以及一个DNS服务器的IP地址。

DHCP的工作原理:

DHCP是一个基于广播的协议,它的操作可以归结为四个阶段,这些阶段是IP租用请求、IP租用提供、IP租用选择运咐、IP租用确认。

1、IP租用请求:在任何时候,客户计算机如果设置为自动获取IP地址,那么在它开机时,就会检查自己当前是否租用了一个IP地址,如果没有,它就向DCHP请求一个租用,由于该客户计算机并不知道DHCP服务器的地址,所以会用255.255.255.255作为目标地址,源地址使用0.0.0.0,在网络上广播一个DHCPDISCOVER消息,消息包含客户计算机的媒体访问控制(MAC)地址(网卡上内建的硬件地址)以及它的NetBIOS名字。

2、IP租用提供:当DHCP服务器接收到一个来自客户的IP租用请求时,它会根据自己的作用域地址池为该客户保留一个IP地址并且在网络上广播一个来实现,该消息包含客户的MAC地址、服务器所能提供的IP地址、子网掩码、租用期限,以及提供该租用的DHCP服务器本身的IP地址。

3、IP租用选择:如果子网还存在其它DHCP服务器,那么客户机在接受了某个DHCP服务器的DHCPOFFER消息后,它会广播一条包含提供租用的服务器的IP地址的DHCPREQUEST消息,在该子网中通告所有其它DHCP服务器它已经接受了一个地址的提供,其他DHCP服务器在接收到这条消息后,就会撤销为该客户提供的租用。然后把为该客户分配的租用地址返回到地址池中,该地址将可以重新作为一个有效地址提供给别的计算机使用。

4、IP租用确认: DHCP服务器接收到来自客户的DHCPREQUEST消息,它就开始配置过程的最后一个阶段,这个确认阶段由DHCP服务器发送一个DHCPACK包给客户,该包包括一个租用期限和客户所请求的所有其它配置信息,至此,完成TCP/IP配置。

DHCP服务常见问题的解决方案

1、根据客户计算机的IP租用原理可以知道,在一个子网内,如果存在多台DHCP服务器来提供地址配置仿告信息,这是不违反请求、分配原则的,因为只要中有一台客户计算机在该子网中提出IP地址租约请求,由于请求是广播形式的,所以在子网中可以有任意数量的特定DHCP服务器响应一个IP租用请求,而客户请求后选中的是这些任意特定DHCP服务器中的某一台,这个选择具有随机性,但有一点要注意的是客户只能为每一张网络接口卡接受一个租用提供,上面所谓特定的DHCP服务器是指那些经过系统授权的DHCP服务器,而非授权的DHCP服务器将无法在网络中提供正常的地址分配服务,这一点非常重要,因为这样一来客户机器将只会在管理员设定的地址范围中取得地址,Windows 2023操作系统的这一新增功能,通过对DHCP服务器进行认证避免了非法DHCP服务器分配非法IP地址造成的IP地址冲突,在实际应用中,客户机器获取非法的地址经常是造成网络瘫痪和无法正常通讯的一大原因。综合上面的分析可以做出之一个问题的结论:在一个子网中可以存在多台DHCP服务器来提供地址分配,但能够作为地址提供的不是任意的DHCP服务器,而应该是经过系统认证的那些,客户机请求地址时最终从那一台经过认证机器中获取时随机的。此外,从另一个角度看,在相同子网上使用多个 DHCP 服务器,将为它所服务的 DHCP 客户机提供更强的容错能力,如下图所示,在一个子网内(网络旁大纯号为192.168.1.0 掩码为255.255.255.0)共用两个 DHCP 服务器,其中的DHCP服务器1不可用的话,DHCP服务器2可以取代它并继续租用新的地址或续订现有客户机。可以建议采用的解决方案是使用 80/20 规则来划分两个 DHCP 服务器之间的作用域地址,具体做法可以是将服务器 1 配置成可使用大多数地址(约 80%),服务器 2 可以配置成让客户机使用其他地址(约 20%)。

2、如果在一个网络中存在多个子网,而多个子网的主机都需要DHCP服务器来提供地址配置信息,那么我们可以采用的方法是在每一个子网中安装一台DHCP服务器,让它们来为各个子网分配IP地址,但从节约资源利用出发,我们一般情况下不这样做,可以采取在一个子网中安装DHCP服务器,让它来为多个子网分配IP地址,实现多子网地址分配可以借助DHCP的中继代理功能实现,而作为中继代理的设备可以是一台提供中继代理程序的Windows2023服务器或是一个符合RFC1542规定的路由器,具备 DHCP/ BOOTP Relay Agent 的功能(DHCP relay agent能够把 DHCP/BOOTP 广播信息从一个网段转播到另一个网段上)。以管理的局域网分为三个子网,用Win2023服务器连接。

下面是实现跨子网使用DHCP服务器的具体解决方案:

(1)安装DHCP中继代理程序:在Windows2023服务器的“路由和远程访问”窗口中,依次展开“本地服务器→IP路由选择→常规”选项,右键点击“常规”选项,在弹出的菜单中选择“新增路由协议”,然后在“新路由协议”窗口中选择“DHCP中继代理程序”,接着点击“确定”按钮。

(2)指定DHCP服务器:右键点击刚刚添加的“DHCP中继代理程序”选项,在弹出菜单中选择“属性”,进入“DHCP中继代理程序属性”对话框,在“常规”标签页的“服务器地址”栏中输入子网1中DHCP服务器的IP”按钮关闭该对话框。

(3)配置访问接口:右键点击“DHCP中继代理程序”选项,在弹出菜单中选择“新增接口”,然后在“DHCP中继代理程序的新接口”对话框中的“接口”列表框中选中可以访问子网1中的DHCP服务器的接口,这里新增的接口应该是接口二和接口三,接着点击“确定”按钮。然后在弹出的“DHCP中继站属性”对话框中,选中“中继DHCP数据包”选项,这样就启用了它的中继功能,最后点击“确定”按钮。

(4)DHCP服务器中配置一个超级作用域,其中包含三个普通作用域,作用域地址范围可以分别设置为192.168.1.10~192.168.1.254(分配给子网1的PC使用);192.168.2.10~192.168.2.254(分配给子网2的PC使用);192.168.3.10~192.168.3.254(分配给子网3的PC使用),必须记住DHCP只能为每一个子网分配一个范围。

完成以上配置后,子网2和子网3中的DHCP客户机PC2及PC3就可以通过主机A的DHCP中继代理程序访问子网1中的DHCP服务器。

3、解决了单台DHCP服务器为多个子网分配IP地址后,我们还要搞清楚的一个问题是,如果某一个子网的PC如子网2中的PC2或子网3中的PC3发出地址请求信息后,主机A可以作为中继代理对他们的请求传达子网1中的DHCP服务器,但该DHCP服务器如何可以确定并准确地将作用域192.168.2.0网段的地址分给PC2而把作用域192.168.3.0网段的地址分给PC3呢?这个是多数学生可能存在的疑问,要搞清楚这个问题,可以参考以下的原理分析来找答案:以子网2中的主机PC2为例,DHCP 客户机PC2在子网2 上广播 DHCP/BOOTP discover 消息 (DHCPDISCOVER),广播是将消息以 UDP (User Datagram Protocol)数据包的形式通过 67 端口发出,当中继代理(relay agent)主机A接收到这个消息后,它检查包含在这个消息报头中的网关IP 地址,如果网关IP 地址为 0.0.0.0 ,则用 relay agent主机A的接口二的IP地址192.168.2.1替换它,然后将其转发到 DHCP 服务器所在的子网1上(主机A还担任路由器功能)。当在子网1中的 DHCP服务器收到这个消息后,它开始检查消息中的网关IP地址,然后判断该网关地址是否包含在DHCP的某一个作用域范围内,从而决定它是否可以使用相应的作用域的地址来提供IP地址租约,当然,本例中DHCP服务器将会从作用域192.168.2.10~192.168.2.254选取一个地址来配置PC2;也就是说DHCP客户机的请求地址消息中的网关IP地址 (GIADDR) 将是DHCP服务器用来确定从那个DHCP 范围中挑选IP地址来配置客户机的依据。

4、如果DHCP客户机无法找到DHCP服务器,则它从微软保留的 B 类网段 169.254.0.0 中挑选一个 IP 地址作为自己的 IP 地址,子网掩码为 255.255.0.0 ,所挑选的地址由DHCP客户机利用ARP 广播来确定自己所挑选的 IP 地址是否已被网络上的其它设备使用,如果该 IP 地址已被使用,那么客户机会再挑选另一个IP地址重新进行测试,而且最多可以重试十个IP 地址,直到成功获取配置。在此之后,客户机会在后台继续每隔 5 分钟尝试与DHCP服务器进行通信,一旦与服务器取得联络,则客户机放弃自动设置的 IP 地址,而使用服务器分配的 IP 地址和其它配制信息。所以当你在某一天发现你的PC的IP地址是个B类的地址169.254.0.0/16网段的地址时,你就应该知道那是怎么一回事了吧。

至此,我们分析了几个关于DHCP服务的应用方面的疑难问题,并且给出了相应的解决方案,对于DHCP服务在教学中我们还遇到许多一些其他问题,比如说DHCP服务器本身的地址是否一定要由管理员静态指定,设置为自动获取将会有什么后果?为什么把客户机器向DHCP服务器请求地址称为地址租用,租用时间的长短对网络中IP地址的管理与应用有哪些帮助?如何可以使用DHCP服务让一个自动获取IP的主机能在任何时候都能取得指定的一个固定地址?这些问题都要求教师在教学当中要认真地去探究该服务的每一个细节的知识点,才可以对该知识点的原理以及在实际中的应用进行透彻的讲授,也是我们熟练掌握和使用DHCP服务的前提。

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