浅议局域网中的DHCP 动态地址分配

冀卫锋，翟 俊

（1.山西省太原市财政金融学校；2.山西省太原市太钢自动化公司）

随着网络技术的不断普及，几乎每个单位都建立了自己的局域网，我校校园网建设于2003 年，经过多次升级改造，目前具有四百六十个信息点。在网络中进行地址分配时，结合学校实际情况，采用了动态分配和静态分配相结合的方式，本文主要讨论动态地址分配。

动态地址分配IP 地址是指计算机不再由网络管理员手工配置地址，而是自动从DHCP 服务器获取一个统一分配的地址。其主要特点是配置和修改工作量小，只需部署一台DHCP 服务器，在TCP/IP 参数发生变化时，只需在DHCP 服务器上进行简单配置，其他计算机则无需任何改动。

动态地址分配的弱点在于需要单独配置一台DHCP 服务器，而且对于DHCP 服务器的依赖性过大，一旦DHCP 服务器出现故障，则会对网络形成致命影响；在一些服务器的地址配置上，无法采用动态地址分配；另外，一些机房管理软件也要求不能采用动态地址分配。

动态地址分配采用DHCP 协议，该协议主要用于给网络中的计算机自动分配IP 地址并能作为中央管理的手段。

DHCP 的工作过程如下：

发现阶段：DHCP 客户机以广播方式发送DHCP discover 寻找DHCP 服务器，每一台安装了TCP/IP 协议的主机都会收到，但只有DHCP 服务器才会做出响应。

提供阶段：网络中接收到DHCP discover 信息的DHCP 服务器都会做出响应，它从IP 地址池中挑选一个尚未出租的IP 地址分配给DHCP 客户机，以广播方式向DHCP 客户机发送一个DHCP offer。

选择阶段：如果有多台DHCP 服务器响应DHCP 客户机发出的DHCP discover，则DHCP 客户机只接收第一个收到的DHCP offer 提供信息，以广播方式回答一个DHCP request 信息。

确认阶段：当DHCP 服务器收到DHCP 客户机回答的DHCP request 请求信息之后，如果确认将地址分配给该客户机，则以广播方式返回DHCP ack 消息，告诉DHCP 客户机可以使用它所提供的IP 地址，DHCP 客户机便将获取到的IP 地址与网卡绑定。除DHCP 客户机选中的服务器外，其他的DHCP 服务器都将收回曾提供的IP 地址。

我校在使用动态地址分配的过程中，遇到过两次故障。

1.DHCP 服务负担过重

在一次学生上机课中，发生学生机无法获得IP 地址的情况，提示DHCP 服务器不可用，无法获得IP 地址，重新启动计算机故障依旧。

根据DHCP 的工作过程：客户机启动后首先以广播方式发送DHCP discover 信息，以获得DHCP 服务器的IP 地址；接下来，DHCP 服务器收到DHCP 客户机广播的DHCP discover 信息后，以广播方式DHCP 客户机发送DHCP offer 信息，其中包括一个可租用的IP 地址。如果DHCP 服务器没有对客户机的请求作出反应，即初始化失败，这时客户机会自动给自己分配一个IP 地址并且在后台每隔五分钟发送四次DHCP discover 信息，直至收到DHCP offer 信息。

通过测线仪及ping 命令对网线进行测试，排除了物理线路造成故障的猜测；同时在学生机上抓包，发现学生机发出了DHCP discover 信息，由此判断是DHCP 服务器没有做出正常响应。另外，抓包中发现有大量数据包在网络中传输，根据对应的IP 地址发现通信方是正在进行网络克隆恢复的几台学生机与服务器。当时这些学生机由于系统被破坏而正在进行网络克隆恢复，服务器需要进行大量的数据传输，使得无法及时响应DHCP 请求，造成学生机无法获得IP 地址。网络克隆过程结束后，启动客户机，很顺利地获得了IP 地址，问题得以解决。这一故障发生在一个老旧机房，目前基本上不会遇到。

2.用户私自接入具有DHCP 功能的设备

故障表现为客户机能够获得IP 地址，但是无法上网。查看客户机所获取的IP 地址，发现客户机获得的IP 地址不在规划的校园网地址段内。

同样根据DHCP 的工作原理，如果当网络中存在多台DHCP服务器时，各个DHCP 服务器都会根据自己管理的IP 地址池向客户机返回一个DHCPoffer，但是客户机只会选择接受最先收到的DHCP offer，所以，用户计算机通常会从最近的DHCP 中获得IP 地址。

根据客户机获得的IP 地址及TCP/IP 参数进行查证，发现有老师为方便使用私自接入了路由器，但是混淆了路由器的LAN 口和WAN 口，将具有与DHCP 功能的LAN 口接入到校园网而导致故障发生。

综上讨论，在局域网中，通常根据网络的实际情况采用静态地址与动态地址相结合的方式进行地址分配，少部分客户端通过静态地址接入网络，而大多数客户DHCP 服务器进行地址分配，DHCP 能够大大减轻减轻网络管理员的工作量，但是也会带来一些问题，作为网络管理员，要对DHCP 的工作原理深入了解，随时对配置中可能出现的问题做好准备。