淺議局域網(wǎng)中的DHCP動態(tài)地址分配

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷普及，幾乎每個單位都建立了自己的局域網(wǎng)，我校校園網(wǎng)建設(shè)于2003年，經(jīng)過多次升級改造，目前具有四百六十個信息點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行地址分配時，結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況，采用了動態(tài)分配和靜態(tài)分配相結(jié)合的方式，本文主要討論動態(tài)地址分配。

動態(tài)地址分配IP地址是指計(jì)算機(jī)不再由網(wǎng)絡(luò)管理員手工配置地址，而是自動從DHCP服務(wù)器獲取一個統(tǒng)一分配的地址。其主要特點(diǎn)是配置和修改工作量小，只需部署一臺DHCP服務(wù)器，在TCP/IP參數(shù)發(fā)生變化時，只需在DHCP服務(wù)器上進(jìn)行簡單配置，其他計(jì)算機(jī)則無需任何改動。

動態(tài)地址分配的弱點(diǎn)在于需要單獨(dú)配置一臺DHCP服務(wù)器，而且對于DHCP服務(wù)器的依賴性過大，一旦DHCP服務(wù)器出現(xiàn)故障，則會對網(wǎng)絡(luò)形成致命影響；在一些服務(wù)器的地址配置上，無法采用動態(tài)地址分配；另外，一些機(jī)房管理軟件也要求不能采用動態(tài)地址分配。

動態(tài)地址分配采用DHCP協(xié)議，該協(xié)議主要用于給網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)自動分配IP地址并能作為中央管理的手段。

DHCP的工作過程如下：

發(fā)現(xiàn)階段：DHCP客戶機(jī)以廣播方式發(fā)送DHCP discover尋找DHCP服務(wù)器，每一臺安裝了TCP/IP協(xié)議的主機(jī)都會收到，但只有DHCP服務(wù)器才會做出響應(yīng)。

提供階段：網(wǎng)絡(luò)中接收到DHCP discover信息的DHCP服務(wù)器都會做出響應(yīng)，它從IP地址池中挑選一個尚未出租的IP地址分配給DHCP客戶機(jī)，以廣播方式向DHCP客戶機(jī)發(fā)送一個DHCP offer。

選擇階段：如果有多臺DHCP服務(wù)器響應(yīng)DHCP客戶機(jī)發(fā)出的DHCP discover，則DHCP客戶機(jī)只接收第一個收到的DHCP offer提供信息，以廣播方式回答一個DHCP request信息。

確認(rèn)階段：當(dāng)DHCP服務(wù)器收到DHCP客戶機(jī)回答的DHCP request請求信息之后，如果確認(rèn)將地址分配給該客戶機(jī)，則以廣播方式返回DHCP ack消息，告訴DHCP客戶機(jī)可以使用它所提供的IP地址，DHCP客戶機(jī)便將獲取到的IP地址與網(wǎng)卡綁定。除DHCP客戶機(jī)選中的服務(wù)器外，其他的DHCP服務(wù)器都將收回曾提供的IP地址。

我校在使用動態(tài)地址分配的過程中，遇到過兩次故障。

1.DHCP服務(wù)負(fù)擔(dān)過重

在一次學(xué)生上機(jī)課中，發(fā)生學(xué)生機(jī)無法獲得IP地址的情況，提示DHCP服務(wù)器不可用，無法獲得IP地址，重新啟動計(jì)算機(jī)故障依舊。

根據(jù)DHCP的工作過程：客戶機(jī)啟動后首先以廣播方式發(fā)送DHCP discover信息，以獲得DHCP服務(wù)器的IP地址；接下來，DHCP服務(wù)器收到DHCP客戶機(jī)廣播的DHCP discover信息后，以廣播方式DHCP客戶機(jī)發(fā)送DHCP offer信息，其中包括一個可租用的IP地址。如果DHCP服務(wù)器沒有對客戶機(jī)的請求作出反應(yīng)，即初始化失敗，這時客戶機(jī)會自動給自己分配一個IP地址并且在后臺每隔五分鐘發(fā)送四次DHCP discover信息，直至收到DHCP offer信息。

通過測線儀及ping命令對網(wǎng)線進(jìn)行測試，排除了物理線路造成故障的猜測；同時在學(xué)生機(jī)上抓包，發(fā)現(xiàn)學(xué)生機(jī)發(fā)出了DHCP discover信息，由此判斷是DHCP服務(wù)器沒有做出正常響應(yīng)。另外，抓包中發(fā)現(xiàn)有大量數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，根據(jù)對應(yīng)的IP地址發(fā)現(xiàn)通信方是正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)克隆恢復(fù)的幾臺學(xué)生機(jī)與服務(wù)器。當(dāng)時這些學(xué)生機(jī)由于系統(tǒng)被破壞而正在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)克隆恢復(fù)，服務(wù)器需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)傳輸，使得無法及時響應(yīng)DHCP請求，造成學(xué)生機(jī)無法獲得IP地址。網(wǎng)絡(luò)克隆過程結(jié)束后，啟動客戶機(jī)，很順利地獲得了IP地址，問題得以解決。這一故障發(fā)生在一個老舊機(jī)房，目前基本上不會遇到。

2.用戶私自接入具有DHCP功能的設(shè)備

故障表現(xiàn)為客戶機(jī)能夠獲得IP地址，但是無法上網(wǎng)。查看客戶機(jī)所獲取的IP地址，發(fā)現(xiàn)客戶機(jī)獲得的IP地址不在規(guī)劃的校園網(wǎng)地址段內(nèi)。

同樣根據(jù)DHCP的工作原理，如果當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在多臺DHCP服務(wù)器時，各個DHCP服務(wù)器都會根據(jù)自己管理的IP地址池向客戶機(jī)返回一個DHCP offer，但是客戶機(jī)只會選擇接受最先收到的DHCP offer，所以，用戶計(jì)算機(jī)通常會從最近的DHCP中獲得IP地址。

根據(jù)客戶機(jī)獲得的IP地址及TCP/IP參數(shù)進(jìn)行查證，發(fā)現(xiàn)有老師為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，將具有與DHCP功能的LAN口接入到校園網(wǎng)而導(dǎo)致故障發(fā)生。

綜上討論，在局域網(wǎng)中，通常根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況采用靜態(tài)地址與動態(tài)地址相結(jié)合的方式進(jìn)行地址分配，少部分客戶端通過靜態(tài)地址接入網(wǎng)絡(luò)，而大多數(shù)客戶DHCP服務(wù)器進(jìn)行地址分配，DHCP能夠大大減輕減輕網(wǎng)絡(luò)管理員的工作量，但是也會帶來一些問題，作為網(wǎng)絡(luò)管理員，要對DHCP的工作原理深入了解，隨時對配置中可能出現(xiàn)的問題做好準(zhǔn)備。

編輯 王團(tuán)蘭