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在使用TCP/IP协议的网络上,每一台计算机都拥有唯一的计算机名和IP地址。IP地址(及其子网掩码)使用与鉴别它所连接的主机和子网,当用户将计算机从一个子网移动到另一个子网的时候,一定要改变该计算机的IP地址。如采用静态IP 地址的分配方法将增加网络管理员的负担,而DHCP可以让用户将DHCP服务器中的IP 地址数据库中的IP 地址动态的分配给局域网中的客户机,从而减轻了网络管理员的负担。用户可以利用Windows 2000 服务器提供的DHCP服务在网络上自动的分配IP地址及相关环境的配工作。 11.1.2 使用 DHCP的好处:
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11.1.3 DHCP 的常用术语
| 术 语 |
描 述 |
| 作用域 | 作用域是一个网络中的所有可分配的 IP 地址的连续范围。作用域主要用来定义网络中单一的物理子网的 IP 地址范围。作用域是服务器用来管理分配给网络客户的 IP 地址的主要手段。 |
| 超级作用域 | 超级作用域是一组作用域的集合,它用来实现同一个物理子网中包含多个逻辑 IP 子网。在超级作用域中只包含一个成员作用域或子作用域的列表。然而超级作用域并不用于设置具体的范围。子作用域的各种属性需要单独设置。 |
| 排除范围 | 排除范围是不用于分配的 IP 地址序列。它保证在这个序列中的 IP 地址不会被 DHCP 服务器分配给客户机。 |
| 地址池 | 在用户定义了 DHCP 范围及排除范围后,剩余的地址欧成了一个地址池,地址池中的地址可以动态的分配给网络中的客户机使用 |
| 租约 | 租约是 DHCP 服务器指定的时间长度,在这个时间范围内客户机可以使用所获得的 IP 地址。当客户机获得 IP 地址时租约被激活。在租约到期前客户机需要更新 IP 地址的租约,当租约过期或从服务器上删除则租约停止。 |
| 保留地址 | 用户可以利用保留地址创建一个永久的地址租约。保留地址保证子网中的指定硬件设备始终使用同一个 IP 地址。 |
| 选项类型 | 选项类型是 DHCP 服务器给 DHCP 工作站分配服务租约时分配的其它客户配置参数。经常使用的选项包括:默认网关的 IP 地址(routers), WINS 服务器, 及 DNS 服务器。一般在设置每个范围是这些选项都被激活。DHCP 管理器允许设置应用于服务器上所有范围的默认选项。大多数选项都是通过 RFC 2132 预先设定好的,但用户可以根据需要利用 DHCP 管理器定义及添加自定义选项类型 |
| 选项类 | 选项类是服务器进一步分级管理提供给客户的选项类型的一种手段。当在服务器上添加一个选项类,该选项类的客户可以在配置是使用特殊的选项类型。在 Windows 2000 中,客户机在于服务器对话时也能够声明类 ID 。而对于早期的 DHCP 客户机不支持类 ID 。选项类包括两种类型:服务商类、客户类 |
11.1.4 DHCP工具
DHCP 控制台是管理 DHCP 服务器的主要工具,在安装 DHCP 服务时加入到管理工具中。在 Windows 2000 服务器中,DHCP 控制台被设计成微软管理控制台(MMC)的一个插件,它与其它网络管理工具结合的更为紧密。在下面章节中用户会具体学习它的使用。
在安装 DHCP 服务器后,用户可以用 DHCP 控制台执行以下一些基本的服务器管理功能:
创建范围、添加及设置主范围和多个范围、查看和修改范围的属性、激活范围或主范围、监视范围租约的活动、
为需要固定 IP 的客户创建保留地址
添加自定义默认选项类型
添加和配制由用户或服务商定义的选项类
另外 DHCP 控制台还有新增的功能,如:增强了性能监视器、更多的预定意 DHCP 选项类型、支持下层用户的 DNS 动态更新、监测网络上为授权的 DHCP 服务器等。
11.2 DHCP 服务器的新特性
自动分配 IP 地址
Windows2000 DHCP 工作站 DHCP 服务器无法提供租约的时候能够为自己分配一个临时的 IP 地址,DHCP 工作站在后台每隔 5 分钟继续尝试与服务器进行通信,以获得有效的租约。
增强的性能监视器和服务器报告能力
新的性能监视计数器令用户更为清晰的观察 DHCP 服务器在网络上的性能状况。并且 DHCP 管理器利用图形显示服务器、范围和客户的当前状态增强了服务器的报告能力,如:利用不同的图标表示服务器或范围是否链接,利用警告符号表示已经有 90% 的租约被使用。
作用域的扩展:多址广播域、超级作用域
新的多址广播域让 DHCP 工作站可以使用D类IP地址 (224.0.0.0 to 239.255.255.255) 。
超级作用域:对创建成员范围的管理组非常有用;当用户想重新定义范围或扩展范围时不会干扰正在活动的范围。
支持用户定义和服务商定义的选项类
用户可以利用这一特性为类似的用户分别分配合适的选项。如:用户可以将同一楼层的用户设为相同的选项类(具有相同的类ID值),年可以利用这个类在租约过程中分配其它的选项数据,并覆盖任何范围或全局默认选项。通过它可以让在同一网络中的类成员客户使用更为合适的选项。
11.2 DHCP 服务器的新特性
自动分配 IP 地址
Windows2000 DHCP 工作站 DHCP 服务器无法提供租约的时候能够为自己分配一个临时的 IP 地址,DHCP 工作站在后台每隔 5 分钟继续尝试与服务器进行通信,以获得有效的租约。
增强的性能监视器和服务器报告能力
新的性能监视计数器令用户更为清晰的观察 DHCP 服务器在网络上的性能状况。并且 DHCP 管理器利用图形显示服务器、范围和客户的当前状态增强了服务器的报告能力,如:利用不同的图标表示服务器或范围是否链接,利用警告符号表示已经有 90% 的租约被使用。
作用域的扩展:多址广播域、超级作用域
新的多址广播域让 DHCP 工作站可以使用D类IP地址 (224.0.0.0 to 239.255.255.255) 。
超级作用域:对创建成员范围的管理组非常有用;当用户想重新定义范围或扩展范围时不会干扰正在活动的范围。
支持用户定义和服务商定义的选项类
用户可以利用这一特性为类似的用户分别分配合适的选项。如:用户可以将同一楼层的用户设为相同的选项类(具有相同的类ID值),年可以利用这个类在租约过程中分配其它的选项数据,并覆盖任何范围或全局默认选项。通过它可以让在同一网络中的类成员客户使用更为合适的选项。
DHCP与DNS的集成
使用Windows2000,DHCP服务器能够动态更新客户机在DNS中的名字空间,范围客户可以利用动态DNS 更新它们在DNS中主机名---IP地址的映射信息。 未授权DHCP服务器侦测
因为DHCP 客户机在登录时采用网络有限广播的形式来查找DHCP服务器,这样有效的阻止了未授权DHCP服务器加入到已存在Windows2000 DHCP服务器的网络中。
非法DHCP服务器检测
因为DHCP客户机在启动时是通过有限的网络广播来发现DHCP服务器的,利用这一特性有效的阻止了未经授权的DHCP服务器加入到基于活动目录架构的Windows 2000网络中,在非法的DHCP服务器引起网络问题之前,它被自动关闭。
动态支持BOOTP 客户
DHCP服务器通过附加的动态BOOTP对大型企业网中的BOOTP用户提供更好的支持。动态BOOTP是BOOTP协议的扩展,他允许不必使用固定地址配制,它可以想DHCP一样动态的分配IP地址。
利用只读控制台访问DHCP管理器
在安装DHCP服务时自动添加了一个具有特殊目的的本地组-DHCP用户组,这个组的成员可以在管理员不在的情况下通过只读方式访问服务器上DHCP管理器查看DHCP服务的相关信息。
11.3 Microsoft DHCP 客户机支持的选项类型
运行以下操作系统的计算机都支持DHCP服务:
Windows NT Workstation (all released versions)
Windows NT Server (all released versions)
Windows 98
Windows 95
Windows for Workgroups version 3.11
Microsoft-Network Client version 3.0 for MS-DOS
LAN Manager version 2.2c
默认情况下,运行Microsoft操作系统的DHCP客户机能够识别以下两种选项设置:
11.3.1 信息选项
用户可以利用 DHCP 管理器明确的设置这些提供给客户机使用的选项类型及相关参数
下表列出了用于配制及支持 Microsoft DHCP 客户机的常用DHCP选项:
| 代码 | 选项 |
| 3 | Router |
| 6 | DNS server |
| 15 | DNS domain name |
| 44 | WINS server (NetBIOS name server) |
| 45 | NetBIOS datagram distribution server (NBDD) |
| 46 | WINS/NetBIOS node type |
| 47 | NetBIOS scope ID |
当 DHCP 服务被激活后提供这些信息选项类型的设置信息,客户机收到这些设置信息后,利用它们设置本地的 TCP/IP 中相应的配制项默认情况下服务器上的所有服务均可激活并设置这些选项类型
11.3.2 内部协议选项
这类选项类型参数是通过服务器的 DHCP 服务和服务属性做的隐含设置
下表列出 DHCP 客户机在与 DHCP 服务器通信以便更新租约时所使用的内部协议选项:
| 代码 | 选项 |
| 51 | Lease Time |
| 53 | NetBIOS scope ID DHCP Message Type |
| 58 | NetBIOS scope ID Renewal Time |
| 59 | NetBIOS scope ID Rebind Time |
11.4 DHCP 的运行方式
11.4.1 客户机的 IP 自动设置
对使用 Windows 2000 操作系统的 DHCP 客户机在启动登录网络时无法与 DHCP 服务器通信,它将自动给自己分配一个 IP 地址和子网掩码,客户机的这种特点被称作:IP auto-configuration
如果客户机被设置成从 DHCP 服务器获得IP地址,使用 Windows 2000 操作系统的客户机利用其上的 DHCP 客户服务通过两步来配制它的 IP 地址和其它配制信息:
1. DHCP 客户机试图与DHCP服务器建立通信以获得配制信息
2. 如客户机无法找到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 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,如该 IP 地址已被使用则客户机再挑选另一个 IP 从新进行测试,最多可以重试十个 IP 地址。
3. 如客户机挑选的 169.254.0.0 网段中的 IP 地址未被其它设备使用则它将这个地址分配给网卡使用。
4. 客户机在后台继续每隔 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。
如果 DHCP 客户机已经从服务器上获得了一个租约,在其重新启动登录网络时将进行以下操作:
1. 如果在启动是客户机的租约仍然有效,它将尝试与 DHCP 服务器进行通信更新它的租约。
2. 如果在试图更新租约时无法找到 DHCP 服务器,则客户机尝试 PING 在租约中设置的默认网关
§ 如果成功的 PING 到默认网关,则客户机认为它仍然在同一个网络中,它将继续使用现有的租约,在租期达到 50% 时它在后台继续尝试更新租约。
§ 如果无法成功的 PING 到默认网关,则客户机认为它已被移动到一个没有 DHCP 服务的网络中。客户机则利用前面所说的自动分配 IP 的功能给自己分配一个 IP 地址。
11.4.2 客户机如何获得配制信息
DHCP 客户机使用两种不同的方法与服务器进行通信并获得配制信息。
第一次启动登录网络时的初始化租约过程
当DHCP客户机启动登录网络时通过以下步骤从 DHCP 服务器获得租约:
1. DHCP 客户机在本地子网中先发送 DHCP discover 信息,此信息以广播的形式发送,因为客户机现在不知道DHCP服务器的IP地址。
2. 在 DHCP 服务器收到DHCP客户机广播的 DHCP discover 信息后,它向DHCP客户机发送 DHCP offer 信息,其中包括一个可租用的 IP 地址
3. 如果没有 DHCP 服务器对客户机的请求作出反应,可能发生以下两种情况:
§ 如果客户使用的是 Windows 2000 操作系统且自动设置IP地址的功能处于激活状态,那么客户机自动给自己分配一个 IP 地址。
§ 如果使用其它的操作系统或自动设置 IP 地址的功能被禁止,则客户机无法获得 IP 地址,初始化失败。但客户机在后台每隔 5 分钟发送四次 DHCP discover 信息直到它收到 DHCP offer 信息。
4. 一旦客户机收到 DHCP offer 信息,它发送 DHCP request 信息到服务器表示它将使用服务器所提供的 IP 地址
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用户用一个实例来说明 Relay Agent 是如何工作的: 当 relay agent(在本例中是一个具有 DHCP/BOOTP relayAgent 功能的路由器)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 IP 地址为 0.0.0.0 ,则用 relay agent 或路由器的 IP 地址替换它,然后将其转发到 DHCP 服务器所在的子网 1 上。
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11.6.2 安装 DHCP 服务器的步骤如下: |
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步骤3 单击"详细内容",从列表中选取"动态主机配置协议(DHCP)" 如图 11.5单击"确定" |
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11.6.3 添加 DHCP 服务器 |
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步骤2 选择"操作"菜单中的"添加服务器",启动添加服务器向导单击"下一步"出现"指定 DHCP 服务器"对话框如,单击"浏览"按钮后出现"目录中授权的服务器"对话框,在此用户可用给DHCP服务器添加授权,单击"添加"按钮,出现"授权 DHCP 服务器"窗体 如图 11.7,填写用户要建立 DHCP 服务的服务器名或 IP 地址。 |
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步骤3 在"目录中授权的服务器"对话框中选择上一步添加的服务器,单击"管理"→下一步→完成 |
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11.6.4 在 DHCP 服务器中添加作用域 |
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步骤4 单击"下一步"在"添加排除"对话框中输入需要排除的地址服务 |
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步骤6 单击"下一步"选择配置 DHCP 选项 |
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步骤8 输入域名称和 DNS 服务器的 IP 地址 |
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步骤11 在 DHCP 控制台中出现新添加的作用域 如图 11.13,在 DHCP 控制台右侧窗体中的状态条中显示"运行中"表示作用域已启用。 注意:如果为提高容错性而在同一个网段上使用两台 DHCP 服务器,在分配 IP 地址范围是要注意考虑到 DHCP 服务器的平衡使用的因素,一般采用 80/20 的规则,即将所有可用的 IP 地址范围按 8:2 的比率分开,一台 DHCP 服务器提供 80% 的 IP 地址租约,另一台提供其它 20% 的 IP 地址租约。具体设置方法如下:假设要在某个网段上提供的 IP 地址范围是 198.188.188.1~198.188.188.254 ,把两台服务器的作用域将分配的地址范围都设置为 198.188.188.1~198.188.188.254 ,只是在设置排除范围是加以区分,见下表:
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11.6.5 添加授权服务器 |
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步骤2 单击"添加"按钮,输入服务器的 IP 地址后单击"确定"后出现 如图 11.15 提示框表示服务器已被添加到授权列表中→关闭 11.6.6 添加超级作用域
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11.6.7 保留特定的 IP 地址 |
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步骤5 在图 11.16 中 "MAC 地址"文本框中输入上述IP地址要保留给哪一个网卡号,每一块网卡都有一个唯一的号码,可利用网卡附带的软件进行查看,在 Windows NT 或 Windows 2000 计算机中可利用 net config wkstation 命令得知。在 Windows95/98 计算机中可利用 Winipcfg.exe 程序查看网卡号。
11.6.8 DHCP 选项设置
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当用户在客户机上利用 IPCONFIG/renew 命令更新 IP 地址租约时,用户会发现 DHCP 客户机的 DNS 服务器地址将立即被设为 如图 11.17 中的 198.188.188.1 。同时 DHCP 客户机的 IP 地址租约也被重新更新了。
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默认服务器选项(Default server options) |
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11.7 维护 DHCP 的数据库文件 |
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DHCP 服务数据库文件
| 文件 | 描述 |
| Dhcp.mdb | DHCP 服务器数据库文件 |
| Dhcptmp.mdb | DHCP数据库在运行时所使用的临时文件 |
| J50.log J50#####.log | 记录全部数据库事件的日志文件。在DHCP数据库恢复数据时 需要使用它 |
| Res#.log | 为急救所保留的日志文件 |
| J50.chk | 这是一个审核点(checkpoint)文件 |