Windows server——部署DHCP服务

前言

本章详细讲解如何利用DHCP技术实现IP地址的自动分配，并通过DHCP为客户端配置网络DNS。内容包括DHCP的工作原理、配置以及在企业中的应用。掌握DHCP技术将有助于实现中大型企业IP地址的自动化和智能化管理，显著降低IP地址资源管理的难度，提升管理效率。

本章重点包括DHCP的工作流程、DHCP服务的安装和配置、以及客户端的设置。

一、DHCP概述 DHCP（动态主机配置协议）是由Internet工程任务小组设计开发的，用于在TCP/IP网络中自动分配TCP/IP参数的协议。DHCP服务不仅能避免因手动设置IP地址所导致的错误，还能防止同一IP地址被分配给多台工作站的情况，避免地址冲突。DHCP提供了安全、可靠且简单的TCP/IP网络设置，减轻了配置IP地址的负担。

DHCP网络结构

1. DHCP服务的好处
   • 减少管理员的工作量。
   • 避免输入错误的可能。
   • 避免地址冲突。
   • 当网络更改IP地址段时，无需重新配置每个用户的IP地址。
   • 提高了IP地址的利用率。
   • 方便客户端的配置。

二、DHCP的工作原理

1. DHCP的分配方式 在DHCP的工作原理中，DHCP服务器提供了三种IP地址分配方式：

① 自动分配 当DHCP客户机首次成功从DHCP服务器获取到一个IP地址后，永久使用该IP地址。

② 手动分配 由DHCP服务器管理员专门指定IP地址。

③ 动态分配 当DHCP客户机首次从DHCP服务器获取到IP地址后，并非永久使用该地址。每当使用完毕，DHCP客户机会释放该IP地址，供其他客户机使用。

2. DHCP的租约过程 客户机从DHCP服务器获得IP地址的过程称为DHCP的租约过程，租约过程分为四个步骤：

• 客户机请求IP地址（客户机发送DHCP Discover广播包）
• 服务器响应（服务器发送DHCP Offer广播包）
• 客户机选择IP地址（客户机发送DHCP Request广播包）
• 服务器确定租约（服务器发送DHCP ACK广播包）

1. 客户机请求IP地址 当一个DHCP客户机启动时，客户机尚未拥有IP地址，因此需要通过DHCP获取一个合法的IP地址。此时，DHCP客户机以广播方式（因为DHCP服务器的IP地址对客户机来说是未知的）发送DHCP Discover发现信息来寻找DHCP服务器。广播信息中包含DHCP客户机的MAC地址和计算机名，以便DHCP服务器确定是哪个客户机发送的请求。

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2. 服务器响应 当DHCP服务器接收到来自客户机请求IP地址的信息时，它会在自己的IP地址池中查找是否有合法的IP地址提供给客户机。如果有，DHCP服务器将此IP地址标记，并加入到DHCP Offer的消息中，然后DHCP服务器广播一则包含以下信息的DHCP Offer消息：

• DHCP客户机的MAC地址。
• DHCP服务器提供的合法IP地址。
• 子网掩码。
• 默认网关。
• 租约的期限。
• DHCP服务器的IP地址。

3. 客户机选择IP地址 DHCP客户机从接收到的第一个DHCP Offer消息中提取IP地址，发出IP地址的DHCP服务器将该地址保留，这样该地址就不能再分配给另一个DHCP客户机。当客户机从第一个DHCP服务器接收DHCP Offer消息并提取了IP地址后，客户机将DHCP Request消息广播到所有的DHCP服务器，表明它接收提供的内容。DHCP Request消息包括为客户机提供IP配置的服务器的服务标识符（服务器IP地址），DHCP服务器查看服务器标识符字段，以确定提供的IP地址是否被接收。如果DHCP Offer被拒绝，则DHCP服务器取消并保留其IP地址以提供给下一个IP租约的请求。

4. 服务器确定租约 DHCP服务器接收到DHCP Request消息后，以DHCP ACK消息的形式向客户机广播成功确认。该消息包含有IP地址的有效租约和其他可配置的信息。虽然服务器确认了客户机的租约请求，但是客户机尚未接收到服务器的DHCP ACK消息。当客户机收到DHCP ACK消息时，它就配置了IP地址，完成TCP/IP的初始化。如图1.6所示。

5. 重新登录 DHCP客户机每次重新登录网络时，不需要再发送DHCP Discover信息，而是直接发送包含前一次所分配的IP地址的DHCP Request请求信息。当DHCP服务器接收到这一信息后，它会尝试让DHCP客户机继续使用原来的IP地址，并回答一个DHCP ACK确认信息。如果此IP地址已无法再分配给原来的DHCP客户机使用（如IP地址已经分配给其他的DHCP客户机使用），则DHCP服务器给DHCP客户机回答一个DHCP Nack否认信息。当原来的DHCP客户机收到此DHCP Nack否认信息后，它就必须重新发送DHCP Discover发现信息来请求新的IP地址。

6. 更新租约 当DHCP服务器向客户机出租的IP地址租期达到50%时，就需要更新租约，客户机直接向提供租约的服务器发送DHCP Request包，要求更新现有的地址租约。

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