計算機網(wǎng)絡實驗實驗二

1、實驗二 DHCP服務的配置和管理本實驗使用2個學時一、實驗目的1、理解DHCP的工作原理2、了解DHCP分配IP地址的過程3、掌握DHCP服務器的設置二、實驗設備與環(huán)境裝有Windows 2003 Advance Server主機和windows XP組成的虛擬機局域網(wǎng)三、預備知識與課前準備1、DHCP的功能任務DHCP的任務是集中管理IP地址并自動配置IP地址的相關參數(shù)（如子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關、DNS等）。在使用TCP/IP協(xié)議棧的網(wǎng)絡通信中，每一臺計算機都必須有一個唯一的IP地址，通過這個IP地址與其他的計算機進行通信，每臺計算機在設置IP地址時可以使用靜態(tài)IP地址和動態(tài)IP地址。使用靜態(tài)I

2、P地址必須通過手工輸入，在配置是容易出錯，網(wǎng)絡用戶較多（多于254臺）時不建議使用?？梢允褂脛討B(tài)IP地址，有DHCP服務器來提供并自動完成設置操作。當DHCP客戶端啟動時，它會自動與DHCP服務器建立聯(lián)系，并要求DHCP服務器給它提供IP地址。當DHCP服務器收到客戶端請求后，會根據(jù)服務器中現(xiàn)有的IP地址情況，采取一定的方式給客戶端分配一個IP地址。服務器給客戶端提供IP地址的方式有兩種：1）永久租用當客戶端向服務器租用到IP地址后，這個IP地址就永遠給這個客戶端使用。這種方式主要用于網(wǎng)絡中IP地址足夠充裕的情況。2）限定租期當客戶端從DHCP服務器租用到IP地址后，客戶端對該IP地址的使用只

3、是暫時的。如果客戶端在租期到期前并沒有更新租期，DHCP服務器將收回該IP地址，并提供給其他的DHCP客戶端使用。當該客戶端再次向DHCP服務器申請IP地址時，由DHCP服務器重新提供其他的IP地址使用。限定租期的方式可以解決IP地址不夠時的困擾。2、DHCP的工作原理當作為DHCP客戶端的計算機第一次啟動時，它經(jīng)過一系列的步驟以獲得其TCP/IP配置信息，并得到IP地址的租期。租期是指客戶端從服務器獲得完整的TCP/CP配置后對該TCP/IP配置的使用時間?？蛻舳藦姆掌鳙@得完整的TCP/IP配置需要經(jīng)過以下幾個過程。DHCP客戶端 DHCP提供 DHCP應答DHCP發(fā)現(xiàn)DHCP請求DHCP

4、服務器1）DHCP的發(fā)現(xiàn)該過程是DHCP工作的第一步，也稱為IP發(fā)現(xiàn)。以下幾種情況需要進行DHCP發(fā)現(xiàn)l 當客戶端第一次以DHCP客戶端使用TCP/IP協(xié)議棧時，即第一次向DHCP服務器請求TCP/IP配置時。l 客戶端從使用固定IP地址轉向使用DHCP時。l 該DHCP客戶端所租用的IP地址已被DHCP服務器收回，并已提供給其他的DHCP客戶端使用時。當DHCP客戶端發(fā)出TCP/IP配置請求時，DHCP客戶端既不知道自己的IP地址，也不知道服務器的IP地址。DHCP客戶端使用0.0.0.0作為自己的IP地址，255.255.255.255作為服務器的地址。然后在UDP（User Datagr

5、am Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）的67或68端口廣播發(fā)送一個DHCP發(fā)現(xiàn)信息。該發(fā)現(xiàn)信息含有DHCP客戶端的網(wǎng)卡的MAC地址和計算機NetBIOS名稱。當?shù)谝粋€DHCP發(fā)現(xiàn)信息發(fā)送出去后，DHCP客戶端將等待1秒鐘的時間。在此期間，如果沒有DHCP服務器響應，DHCP客戶端將分別在第9秒、第13秒和第16秒時重復發(fā)送一次DHCP發(fā)現(xiàn)信息。如果還沒有得到DHCP服務器的應答，DHCP客戶端將每隔5分鐘廣播一次發(fā)現(xiàn)信息，直到得到一個應答為止。如果這個網(wǎng)絡中沒有可用的DHCP服務器時，基于TCP/IP協(xié)議棧的通信將無法實現(xiàn)。這時，DHCP客戶端如果是Windows2000客戶，就自動選一個自

6、認為沒有被使用的IP地址（該IP地址可從169.254.x.y地址段中選取）使用，盡管此時客戶端已分配了一個靜態(tài)IP地址（但還沒有重新啟動計算機），DHCP客戶端還要每持續(xù)5分鐘發(fā)送一次DHCP發(fā)現(xiàn)信息，如果這時有DHCP服務器響應時，DHCP將從DHCP服務器獲得IP地址及其配置，并以DHCP方式工作。注意：DHCP發(fā)現(xiàn)信息無法被客戶端所在的本地子網(wǎng)以外的主機接收到，除非該網(wǎng)絡的路由支持自舉前向轉發(fā)能力。所以，當同一網(wǎng)絡中存在多個網(wǎng)段時，一般需要給每一個網(wǎng)段至少設置一臺DHCP服務器。2）DHCP提供DHCP工作的第二個過程是DHCP提供（DHCP Offer），是指當網(wǎng)絡中的任何一個DHC

7、P服務器（同一網(wǎng)絡中存在多個DHCP服務器時）在收到DHCP客戶端的DHCP發(fā)現(xiàn)信息后，該DHCP服務器若能夠提供IP地址，就從該DHCP服務器的IP地址池中選取一個沒有出租的IP地址，然后利用廣播方式提供給DHCP客戶端（因為此時DHCP客戶端還沒有IP地址）。在還沒有將該IP地址正式租用給DHCP客戶端之前，這個IP地址會暫時保留起來，以免再分配給其他的DHCP客戶端。如果網(wǎng)絡中有多臺DHCP服務器，且這些DHCP服務器都收到了DHCP客戶端的DHCP發(fā)現(xiàn)信息，同時這些DHCP服務器都廣播了一個應答信息給該DHCP客戶端時，則DHCP客戶端將從收到應答信息的第一臺DHCP服務器中獲得IP地

8、址及其配置。提供應答信息是DHCP服務器發(fā)給DHCP客戶端的第一個響應，它包含了IP地址、子網(wǎng)掩碼、租用期（以小時為單位）和提供響應的DHCP服務器的IP地址。3）DHCP請求DHCP工作的第三個過程是DHCP請求（DHCP Request），一旦DHCP客戶端收到第一個由DHCP服務器提供的應答信息后，就進入此過程。當DHCP客戶端收到第一個DHCP服務器的應答信息后，就以廣播的方式發(fā)送一個DHCP請求信息給網(wǎng)絡中所有的服務器（因為DHCP客戶端不但是要通知它已選擇的DHCP服務器，也必須通知其他的沒有被選中的保留的IP地址進行釋放，供其他DHCP客戶端使用）。在DHCP請求信息中包含有所選

9、擇的DHCP服務器的IP地址。4）DHCP應答DHCP工作的最后一個過程便是DHCP應答（DHCPACK）。一旦被選擇的DHCP服務器接收到DHCP客戶端的DHCP請求信息后，就將已保留的這個IP地址標識為已租用，然后也以廣播方式發(fā)送一個DHCP應答信息給DHCP客戶端（因為在此時DHCP客戶端還沒有真正獲得IP地址）。該DHCP客戶端在接收DHCP應答信息后，就完成了獲得IP地址的過程，便開始利用這個已租到的IP地址與網(wǎng)絡中的其他計算機進行通信。以上的這4個過程看起來比較復雜，但每一步都是非常重要的。這些過程共同的結果是一個DHCP服務器向一個DHCP客戶端提供了一個IP地址及其配置。5）網(wǎng)

10、絡中IP地址的租用和續(xù)租當一臺DHCP客戶端租到一個IP地址后，該IP地址一般不長期被它占用，它會有一個使用期，即租用期。當一個租期已到時需要續(xù)租，當DHCP客戶端的IP地址使用時間達到租期的一半時，它就向DHCP服務器發(fā)送一個新的DHCP請求（相當于新租用一個IP地址時的第三個過程），若服務器在接收到該信息后并沒有理由拒絕該請求時，便回送一個DHCP應答信息（相當于新租用一個IP地址時的最后一個過程），當DHCP客戶端收到該應答信息后，就重新開始一個租用周期，其過程如圖2.5.1 所示。此過程就像對一個合同的續(xù)約，只是續(xù)約時間必須要在合同期的一半時簽訂。DHCP客戶端 DHCP應答DHCP請

11、求DHCP服務器圖2.5.1* DHCP客戶端重新啟動時的情況不管IP地址的租期有沒有到期，當每一次DHCP啟動時，都會自動利用廣播的方式，給網(wǎng)絡中所有的DHCP服務器發(fā)送一個DHCP請求信息，以便請求該DHCP客戶端繼續(xù)使用原來的IP地址及其配置。如果此時沒有DHCP服務器對此請求應答，原來的DHCP客戶端的租期還沒有到期時，客戶端將繼續(xù)使用該IP地址。* IP地址的租期超過一半時的情況當IP地址租期達到租期一半的時候，DHCP客戶端會向服務器發(fā)送（非廣播方式）一個DHCP請求信息，以便續(xù)租該IP地址。當續(xù)租成功后，客戶端將開始一個新的租用周期。當續(xù)租失敗后，客戶端仍然可以繼續(xù)使用原來的IP

12、地址及配置，但是該客戶端將在租期到達87.5%的時候再次利用廣播方式發(fā)送一個DHCP請求信息，以便找到一臺可以繼續(xù)提供租期的DHCP服務器。如果仍然續(xù)租失敗，則該客戶端會立即放棄其正在使用的IP地址，以便重新從DHCP服務器獲得一個新的IP地址。四、實驗步驟1、 打開虛擬機截圖：2、 DHCP服務的安裝和設置2.1、安裝DHCP服務器DHCP服務器必須是一臺安裝有Windows 2003 Server的計算機，在要擔任DHCP服務器功能的計算機安裝TCP/IP協(xié)議并設置其IP地址、子網(wǎng)掩碼、默認網(wǎng)關等內(nèi)容，DHCP服務器必須使用靜態(tài)IP地址。在此基礎上再進行安裝操作（以Windows 2003

13、 Server為例）。在“控制面板”打開“添加/刪除Windows組件”對話框，在“網(wǎng)絡服務”里選擇“動態(tài)主機配置協(xié)議（DHCP）”進行安裝。截圖：3.2、DHCP服務器的設置在任何一臺計算機上安裝DHCP服務后，該計算機就可以成為一臺DHCP服務器，并能為DHCP客戶端提供服務。在“開始”“管理工具”“DHCP”。 截圖：1）新建作用域選中user名字，再按“右鍵新建作用域”,設置作用域名。此地的“名稱”項只是作提示用，可填任意內(nèi)容。如下圖：截圖：2）設置可分配的IP地址范圍比如可分配“192.168.0.200192.168.0.240”，則在“起始IP地址”項填寫“192.168.0.2

14、00”，“結束IP地址”項填寫“192.168.0.240”；“子網(wǎng)掩碼”項為“255.255.255.0”。如下圖：習題截圖：如果有必要，可在下面的選項中輸入欲保留的IP地址或IP地址范圍；否則直接單擊“下一步”。如下圖：習題截圖：3）租約期限設定DHCP服務器所分配的IP地址的有效期，比如設一年（即365天，默認是8天）。如下圖：截圖（使用默認值）：4）配置DHCP選項選“是，我想配置這些選項”以繼續(xù)配置分配給工作站的默認的網(wǎng)關、默認的DNS服務地址、（默認的WINS服務器可以不設），再根據(jù)提示選“是，我想激活作用域”再點擊“完成”即可結束最后設置。建好后如下圖所示：習題截圖：截圖如下：4

15、、DHCP設置后的驗證切換到另一臺winXP的虛擬機，在網(wǎng)絡屬性中設置成“自動獲得IP地址”，并讓DNS服務器設為自動獲得，網(wǎng)關欄保持為空（即無內(nèi)容），在命令窗口運行“ipconfig”即可看到各項是否已分配成功。 截圖如下： 而在服務器端的“地址租約”可以看到被分配的地址截圖：五、實驗內(nèi)容1、配置一個DHCP服務器，創(chuàng)建一個名為NETLAB的作用域。地址池范圍為192.168.0.100192.168.0.200。192.168.0.100192.168.0.120為保留地址，。2、配置DHCP選項中的DNS服務器為210.37.40.4，默認網(wǎng)關為192.168.0.254。3、測試DHC

16、P服務功能是否成功。六、實驗報告要求1、用抓圖（選中要抓圖的窗口，然后按Atl+PrintScreen，再粘貼到報告中）詳細記錄DHCP設置的各項參數(shù)， 2、記錄實驗中由DHCP服務器提供IP的主機名稱和IP地址。IpconfigIpconfig /releaseIpconfig /renew 附錄：Ipconfig的使用ipconfig可用于顯示當前的tcp/ip配置的設置值。這些信息一般用來檢驗人工配置的tcp/ip設置是否正確。但是，如果你的計算機和所在的局域網(wǎng)使用了動態(tài)主機配置協(xié)議（dynamic host configuration protocol，dhcpwindows nt下的

17、一種把較少的ip地址分配給較多主機使用的協(xié)議，類似于撥號上網(wǎng)的動態(tài)ip分配），這個程序所顯示的信息也許更加實用。這時，ipconfig可以讓你了解你的計算機是否成功的租用到一個ip地址，如果租用到則可以了解它目前分配到的是什么地址。了解計算機當前的ip地址、子網(wǎng)掩碼和缺省網(wǎng)關實際上是進行測試和故障分析的必要項目。 最常用的選項： ipconfig當使用ipconfig時不帶任何參數(shù)選項，那么它為每個已經(jīng)配置了的接口顯示ip地址、子網(wǎng)掩碼和缺省網(wǎng)關值 ipconfig /all當使用all選項時，ipconfig能為dns和wins服務器顯示它已配置且所要使用的附加信息（如ip地址等），并且顯示

18、內(nèi)置于本地網(wǎng)卡中的物理地址（mac）。如果出現(xiàn)的信息中IP地址和子網(wǎng)掩碼都為“0.0.0.0”,則說明該計算器的IP地址已經(jīng)有人使用了。如果ip地址是從dhcp服務器租用的，ipconfig將顯示dhcp服務器的ip地址和租用地址預計失效的日期（有關dhcp服務器的相關內(nèi)容請詳見其他有關nt服務器的書籍或詢問你的網(wǎng)管）。 ipconfig /release和ipconfig /renew這是兩個附加選項，只能在向dhcp服務器租用其ip地址的計算機上起作用。如果你輸入ipconfig /release，那么所有接口的租用ip地址便重新交付給dhcp服務器（歸還ip地址）。如果你輸入ipconfig /renew，那么本地計算機便設法與dhcp服