实验8　DHCP服务器的安装和配置
8.1 实验目的
1．认识DHCP服务的基本原理；
2．理解DHCP服务的管理过程；
3．掌握在Windows 2000 Server下安装和设置DHCP服务器的方法；
4．掌握配置DHCP的方法。
8.2实验内容
1．安装DHCP服务器；
2．管理和设置DHCP服务器；
3．配置DHCP客户端。
8.3 相关知识点
动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP）是用来自动给客户机分配TCP/IP信息的网络协议。每个DHCP客户都连接到中央位置的DHCP服务器，该服务器返回包括IP地址、路由器和DNS服务器信息的客户网络配置。
8.3.1 概述
在早期的网络管理中，为网络客户机分配IP地址是网络管理员的一项复杂的工作。由于每个客户计算机都必须拥有一个独立的IP地址以免出现重复的IP地址而引起网络冲突，因此，分配IP地址对于一个较大的网络来说是一项非常繁杂的工作。
为解决这一问题，导致了DHCP服务的产生。使用DHCP时必须在网络上至少有一台DHCP服务器，而其他计算机为DHCP客户端。当DHCP客户端程序发出一个广播信息，要求一个动态的IP地址时，DHCP服务器会根据目前已经配置的地址，提供一个可供使用的IP地址和子网掩码给DHCP客户端。这样，网络管理员不必再为每个客户计算机逐一设置IP地址，DHCP服务器可自动为上网计算机分配IP地址，而且只有客户计算机在开机时才向DHCP服务器申请IP地址，用毕后立即交回。
使用DHCP服务器动态分配IP地址，不但可减去网络管理员分配IP地址的工作，而且可确保分配地址不重复。另外，客户计算机的IP地址是在需要时分配，所以提高了IP地址的使用率。
8.3.2 DHCP工作原理
通常DHCP分配IP地址有三种方式。第一种是固定的IP地址，每一台计算机都有各自固定的IP地址，这个地址是固定不变的，适合区域网络当中每一台工作站的地址，除非网络架构改变，否则这些地址通常可以一直使用下去。第二种是动态分配，每当计算机需要存取网络资源时，DHCP服务器才给予一个IP地址，但是当计算机离开网络时，这个IP地址便被释放，可供其他工作站使用。第三种是由网络管理者以手动的方式来指定。若DHCP配合WINS服务器使用，则计算机名与IP地址的映射关系可以由WINS服务器来自动处理。
当DHCP的客户机第一次启动时，将经历一系列步骤以获得其TCP/IP配置信息，并得到租约，如图8-1所示。租约是客户机从DHCP服务器接收到完整的TCP/IP配置，即客户机从DHCP服务器接收到TCP/IP配置信息每经过服务器指定的一段时间后，通常要重新续租一次。
客户机从DHCP服务器获得租约的简要步骤包括初始化、服务器地址选择、请求、绑定。
1．初始化
当DHCP 客户机启动时，其没有设置任何IP 地址。然后它将DHCP DISCOVER消息发送给本地子网。DHCP DISCOVER包含客户机介质访问控制（MAC）地址及客户系统名称。通过在消息中使用MAC地址，客户机确保能在网络上唯一地被识别。
2．选择
DHCP服务器从客户机收到DHCP DISCOVER消息后，将通过DHCP OFFER信息做出反应。DHCP OFFER信息包含有客户机的MAC地址，提供的TCP/IP地址、子网掩码以及DHCP服务器的IP地址，它直接送到客户机，并不是广播消息。DHCP服务器发送DHCP OFFER信息之后仍暂时保留发送给客户机的地址，并等待要获得该地址的客户机的确认信息。如果在引导期间DHCP客户机没有接收到DHCP OFFER消息，它将每隔五分钟与DHCP服务器试着进行五次通信。
3．请求
当DHCP客户机接收到DHCP OFFER消息时，需要决定使用哪一条消息，因为网络上有可能有多个DHCP服务器，客户机可能收到不止一条DHCP OFFER消息。一般情况下，客户机使用第一条接到的信息。然后客户机发送HDCPREQUEST消息给DHCP服务器。这条消息告诉服务器，DHCP客户机接受所提供的TCP/IP地址及是否需要任何其他配置信息，如缺省网关地址。客户机需利用基于服务器的MAC地址的广播消息来向所有DHCP服务器传递DHCP REQUEST消息。这样，如果网上还有其他DHCP服务器并向客户机提供了DHCP OFFER消息，则可在收到广播消息之后将它们所保留的地址释放回可用的地址池。
4．绑定
当为DHCP客户服务的DHCP服务器从客户机那里接收到DHCP REQUEST消息时，DHCP服务器将用DHCP ACK消息回答DHCP REQUEST。DHCP ACK消息告诉客户机它现在具有有效租约。服务器利用定向消息向客户发送DHCP消息，一旦客户机接收到DHCP ACK，它就完成自己的IP配置并成为一个完全受租的客户。DHCP客户机所具有的租约是具有约期的，到时会过期。决定租约过期的时间阶段在客户系统第一次接到租约时由DHCP服务器设置。
5．发展
DHCP客户机在租约时间用掉一半时，发送DHCP REQUEST消息给DHCP服务器，开始发展进程。除非对DHCP客户机加以限制，否则服务器会自动地发展客户租约并通过发送DHCP ACK消息向客户机进行租约确认。注意，客户机的租约请求是消息而不是广播，这是因为DHCP客户机当前具有TCP/IP配置并能够利用协议与服务器进行通信。
6．多重绑定
当用掉87.5％的租约时间而DHCP客户机仍未发展租约时，DHCP客户机才进入重绑定状态。此时，DHCP客户机向网络广播DHCP REQUEST消息，试图与任一DHCP服务器建立联系。然后，DHCP服务器可能会以DHCP ACK做出反应，将自动发展客户机租约或者DHCP服务器迫使DHCP客户机重新开始获得租约进程。
图 8-1  DHCP工作原理
8.4 实验环境与设备
每组实验设备包括以太网交换机1台，服务器1台（Windows 2000 Server操作系统），PC机4台（Windows操作系统），网线5根，每4位同学作为一个实验小组，实验前事先设置好相应PC机和服务器的IP地址。
8.5 实验步骤
8.5.1 DHCP服务器的安装和配置
步骤1：了解DHCP服务器的要求。
1）安装Windows 2000 Server的计算机，并启动安装了DHCP服务器的相应服务功能。
2）静态的IP地址、子网掩码和缺省网关，即DHCP服务器应当具有静态IP地址。
3）规划好IP地址池，即在子网中所有可用的IP地址中，划分出一定范围和数量的IP地址，这些IP地址能够被动态地分配给DHCP客户机使用。
步骤2：安装DHCP服务器软件。
要将一台Windows 2000 Server服务器设置为DHCP服务器，首先要在该服务器上安装DHCP服务。同样，客户端计算机也必须启动DHCP服务，才可以接收服务器分配的IP地址和其他设置信息。
1）在安装了Windows 2000 Server的服务器上，用管理员账号登录，选择“开始”→“设置”→“控制面板”→“添加或删除程序”。
2）打开“添加或删除程序”对话框，如图8-2所示，单击左边窗格中的“添加/删除Windows组件”，打开“Windows组件向导”对话框，如图8-3所示。
3）从“组件”列表中选择“网络服务”，然后单击“详细信息…”按钮。
   
图 8-2“添加/删除程序”窗口                图8-3“Windows组件向导”窗口
4）打开“网络服务”对话框，如图8-4所示。在“网络服务”对话框的“网络服务的子组件”列表中选择“动态主机配置协议（DHCP）”选项，单击“确定”按钮。回到如图8-3所示的“Windows组件向导”对话框。
5）在“Windows组件向导”对话框中，单击“下一步”按钮，开始安装，如图8-5所示。如果系统提示插入Windows 2000 Server光盘，则插入光盘后确定，完成软件安装，如图8-6所示。单击“完成”按钮。
 
图8-4“网络服务”窗口                    图8-5“Windows组件安装”窗口
 
图8-6“完成软件安装”窗口
步骤3：启动DHCP服务器的控制台。
完成DHCP服务的安装工作后，“管理工具”中就会增加了“DHCP” 选项。管理员通过这个选项即可完成对DHCP服务器的设置和管理工作。
创建一台DHCP服务器首先要做的工作便是为DHCP服务器指定一台计算机作为服务器的硬件设备。在Windows 2000 Server系统下，通常会选择将本机指定给DHCP服务器。因此，用户可以将本机的IP地址或计算机名称指定给DHCP服务器，当DHCP服务器需要数据运算或为网络客户机动态分配IP地时便会与该计算机硬件建立连接并启用所需设备完成各项服务功能。
初始的主要设置步骤如下：
1）在Windows 2000 Server任务栏上，依次选择“开始”→“程序”→“管理工具”→“DHCP”命令选项，打开如图8-7所示窗口。
2）在如图8-7所示的“DHCP”控制台窗口中，选中窗口左窗格中的“DHCP”图标，然后选择“操作”→“添加服务器”命令选项（或者右击“DHCP”控制台窗口左窗格中的“DHCP”图标，从打开的菜单中选择“添加服务器”命令）。
3）打开“添加服务器”窗口，如图8-8所示。输入需要添加的服务器的IP地址或主机名后，单击“确定”按钮。如果不知道需要添加的服务器的IP地址或主机名，可以单击“浏览”按钮，打开“选择计算机”窗口，如图8-9所示，在其中选择需要添加的计算机，然后单击“确定”按钮即可。
   
图8-7“DHCP”控制台窗口                    图8-8“添加服务器”窗口
4）如果操作正确，会弹出“DHCP”对话框，如图8-10所示，提示命名的服务器/主机已添加到DHCP服务器列表中。单击“确定”按钮。
   
图8-9“选择计算机”窗口                图8-10“DHCP服务器添加成功”提示窗口
5）返回“DHCP”控制台窗口，出现如图8-11所示的新添加的DHCP服务器。
8.5.2 管理DHCP服务器
步骤1：DHCP服务器的授权。
在Windows 2000网络中，只有经过授权的DHCP服务器才能向其他客户机提供动态IP地址的服务，而未经授权许可的DHCP服务器不能向DHCP客户机提供IP地址，否则必将导致网络中DHCP服务管理的混乱。
1）在如图8-11所示的“DHCP”控制台窗口中，选中窗口左窗格中的“DHCP”图标，然后选择“操作”→“管理授权的服务器”选项（或者右击“DHCP”控制台窗口左窗格中的“DHCP”图标，从打开的菜单中选择“管理授权的服务器”命令）。
2）在打开的“管理授权的服务器”窗口中，如图8-12所示，单击“授权”按钮。

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