Windows系统下DHCP服务器配置与实现分析

2021-11-20刘婷婷陈红娟张日花

电子技术与软件工程 2021年24期

刘婷婷陈红娟张日花

（山东华宇工学院山东省德州市 253034）

近年来随科学技术的发展，给我们的日常生活和工作带来极大便利，但对于任意网络中的设备来说，要想实现正常上网，需提供合法IP地址，如果采用静态IP地址来说，则会面临IP地址冲突问题。一般来说采用IP 地址，其可用于MAC 地址绑定，进而解决IP 地址冲突，但这并不是最佳方案，由于目前网络使用数量逐渐增加，因此导致IP 地址不足的问题日益凸显，合理采用动态分配IP 地址能够解决这一问题。目前大多数企业均利用DHCP 协议实现组网IP 地址的自动化分配，动态主机配置协议即DHCP，其是一种局域网网络协议，能够通过UDP 协议实现运行，进而为局域网中各计算机自动化分配子网掩码、IP 地址、DNS 等相关参数。管理人员无需过多的干预，目前存在网络分配较多IP 地址，或者网络主机IP 地址不足的问题较为突出，DHCP服务使移动用户能够在不同网络中移动将其连接至网络时获取网络IP 地址，这种情况下采用DHCP服务器是比较明智的。

1 DHCP相关界定

DHCP 是英文动态主机分配协议的英文缩写，其前身为BOOTP，主要用于无磁盘主机连接网络设备，网络主机采用BOOTP ROM，而并不是通过磁盘启动进行网络连接的，BOOTP可自动为主机进行TCP/IP 环境的设定，但对于BOOTP 来说，用户在设定之前需要获取客户端硬件地址并且IP 对应为静态地址，从一定程度上来看 BOOTP 缺乏动态性，在有限IP 环境中BOOTP 会出现一定的资源浪费。DHCP 从音程度上是BOOTP 增强版，可分为两个部分：第一服务器端，第二客户端，所有IP 网络设计数据均需要通过DHCP服务器进行集中管理，同时处理客户端，DHCP要求客户端使用从服务器分割的IP 环境数据。相比BOOTPP 来说，DHCP 可透过租约进而实现动态有效分配客户端TCP/IP。并且从接入角度上来看，DHCP 也可满足BOOTP clint 的相关需求，在利用TCP/IP 协议网络设备时，要求各计算机具有唯一标识的IP 地址以及计算机名。计算机存在两种获取IP 地址的方式：第一，通过DHCP服务器所分配动态IP 地址；第二，手工输入静态IP 地址，在利用静态IP 地址的过程中，网络中不需要借助DHCP服务器，然而在配置时很容易由于人工输入错误，进而使IP 地址也发生错误，尤其对于网络范围较大的情况下存在上百台计算机，则很容易出现效率低，易于出错，劳动强度大等问题，因此该方法仅适用于少量计算机的小型网络。而在利用动态IP 地址的过程中，无需通过计算机手工输入IP 地址、DNS 以及默认网关等相关信息，是通过DHCP服务器实现自动化分配的客户端，计算机能够自动化获取，进而避免人为输入导致错误，从一定程度上帮助工作人员减轻工作强度，提升工作效率，因此对于大中型网络来说，采用DHCP服务是比较适合的。对于DHCP 协议实现自动化配置具备下列优势：

（1）能够有效避免人为手动输入大量IP 地址导致的较大工作量，可显著提升运行效率；

（2）能够避免频繁输入，导致IP 地址出现输入错误的问题，以确保信息配置正确；

（3）能够实现客户端配置信息的自动化更新，进而有效降低由于计算机移动导致的各类成本；

（4）显著提升IP 地址的利用率，用户所释放的IP 可合理分配给其他用户；

（5）消除日常中的网络问题源以及通信问题等。

为能够使用户在日常工作中实施开展DHCP 实际操作且不会产生相互干扰，要求将相同计算机网络适配器设为同一Lan 区段，能够便于任意一台安装虚拟机的计算机独立完成虚拟机中其他虚拟机动态IP 地址分配以及测试，但同时采用DHCP服务器来说，其无法出现网络中非DHCP 客户机已在使用的IP 地址，尤其对于网络存在多个DHCP服务器这种情况，下以一个DHCP服务器无法查出以被其他服务器租出的IP 地址，并且DHCP服务器无法实现跨路由器和客户机两者之间的通信除非路由器可允许BOOTP 转发。

2 DHCP运行原理

DHCP 是客户端服务器协议，类似TCP/IP 协议等，DHCP 客户机能够向服务器发出相应的请求服务器，按照预先设置方式及时应答。基于Windows Server2012 操作系统中TCP/IP 在设置时可由服务器来获取相应的IP 地址，客户机在连接网络后会发生不同阶段DHCP 通信。

（1）初始化。由于客户机无IP 地址同时需开展网页浏览等互联网操作，因此需找到为其提供IP 地址的服务器，在拨号连接时客户机和连接至调制解调器，通过电话线广播信息来实现DHCP服务器定位，如果IP 地址存在多个DHCP服务器，这种情况下所有服务器均会发出响应，响应包含地址租用时间以及IP地址租用时间，后者是指客户机能够利用该地址的时间，是通过系统管理人员来设定的。客户端能够返回广播信息，表明其接受哪种服务器的响应，主要由于所有服务器均处于等待回答状态，因此需通过广播方式所被接受，服务器通过返回DHCPack 消息来结束第一环节的初始化过程，需确认 IP 地址以及相应的租用时间。如果在该时间段内提供IP 地址无法使用此时的服务器，需返回HCPN 不确认消息，并强迫客户端重新进行广播。

（2）更新及重新绑定过程客户端，即能够租用IP 地址有限的时间，并且一般系统管理人员设定通用时间较短或者也可以设定为无限长或任意长度，因此将其称为租用并不是失效时间，而是在网络连接时可被更新租用。

（3）顺利关机。当客户机无需使用被赋予IP 地址时，需进行顺利关机，由客户端发出相应的信息，并告知服务器交还IP 地址。

3 Windows Server2012中DHCP的具体应用

对于企业网络的管理员来说如何使用局域网IP 地址是其日常主要工作，计算机能够通过静态手工分配IP 地址的方式，或借助DHCP服务器实现IP 地址动态分配，这两种方式实现局域网中IP地址的合理管理，而在局域网中计算机设备不多，并且IP 地址未发生频繁变动的基础上，管理人员会采用DHCP服务器实现IP 地址动态分配，这样能够实现对用户IP 地址的统一分配，便于准确记录IP 地址等相关信息。比如对于Windows Server2012 操作系统来说，通过DHCP服务器高级配置技术能够帮助网络管理人员合理实现网络IP 地址的管理。

（1）DHCP 工具在进行DHCP服务器管理过程中，所使用的主要工具为DHCP 控制台，在进行DHCP服务安装过程中，需将其加入至管理工具，基于Windows Server2012 服务器。需要将DHCP 控制台设计为MMC，即微软管理控制台中的其中一个插件，可与其他网络管理工具实现紧密结合，在进行DHCP服务器安装之后，用户能够通过DHCP 控制台执行基本管理功能，包括创建范围、设置主范围、添加范围查看和修改属性，激活范围，监视范围，租约活动，能够为固定IP 客户创建地址添加自定义选项，添加有服务商和用户所定义的选项类，除此之外DHCP 控制台还可强化性能监视器玉，预定DHCP 的选项类型，能够用于支持下层用户DNS等相关参数的动态更新，用于监测网络中未进行的DHCP服务器等。

（2）Windows Server2012 中DHCP服务器安装以及相应配置。在安装时需遵循一定的步骤，首先需要启动添加、删除程序这一对话框，其次点击添加，删除windows 组件，进而会呈现windows组件向导，单击下一步的对话框，出现windows 组件对话框之后，要求从列表中选择相应的网络服务，点击详细内容，能够从列表中选择 DHCP 动态主机配置协议并点击确定，再次点击下一步，可输入到Windows Server2012 安装源文件的路径，点击确定之后进行DHCP服务器的安装，最后点击完成，当返回添加删除程序这一对话框之后，需点击关闭。完成安装之后可在管理工具中增加DHCP管理器。要想进行DHCP服务器添加在安装相应的DHCP服务之后，要求用户首先添加具有授权的DHCP服务器，能够在服务器中添加具备作用于相应IP 地址范围和选项类型，便于DHCP 客户机在登录网络后可获得IP 地址租约和选项设置参数。启动DHCP 管理控制台，选择操作菜单栏中的添加服务器，启动服务器向导添加点击，下一步之后则会弹出指定DHCP服务器这一对话框，点击浏览后则可出现目录中授权的服务器这一对话框，这种情况下用户能够给DHCP服务器进行授权添加，点击添加后做客。授权DHCP服务器，需要准确填写用户构建DHCP服务的对应服务器名以及IP 地址等。在目录中授权的服务器这一对话框中，选择上一步进行服务器添加点击管理，下一步完成一系列操作之后，则可在DHCP 管理控制台中出现所添加服务器。将作用域添加至DHCP服务器中。对于DHCP 控制台需点击添加作用域相应的服务器操作，新建作用域出现，进而创建作用域向导，点击下一步之后，输入作用域名对话框，并输入本地域名，点击下一步之后输入作用域并合理分配地址服务及子网掩码点击下一步，并且需要在添加排除这一对话框中输入相应排除地址服务，点击下一步选择相应的租约期限，一般系统默认为8 天，点击下一步可进行DHCP 选项配置，点击下一步需要准确输入默认网关的IP 地址，输入 DNS 服务器IP 地址以及域名称，点击下一步之后可添加wlan，将新的作用域添加至DHCP 控制台中，在该控制台右侧窗体会显示运行中这一状态表明该作用域已被启用。