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        淺議局域網(wǎng)中的DHCP 動態(tài)地址分配

        2015-08-15 00:53:42冀衛(wèi)鋒
        新課程(下) 2015年7期
        關(guān)鍵詞:客戶機分配廣播

        冀衛(wèi)鋒,翟 俊

        (1.山西省太原市財政金融學(xué)校;2.山西省太原市太鋼自動化公司)

        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。在網(wǎng)絡(luò)中進行地址分配時,結(jié)合學(xué)校實際情況,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 地址是指計算機不再由網(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)器上進行簡單配置,其他計算機則無需任何改動。

        動態(tài)地址分配的弱點在于需要單獨配置一臺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)中的計算機自動分配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,以廣播方式向DHCP 客戶機發(fā)送一個DHCP offer。

        選擇階段:如果有多臺DHCP 服務(wù)器響應(yīng)DHCP 客戶機發(fā)出的DHCP discover,則DHCP 客戶機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。

        確認階段:當DHCP 服務(wù)器收到DHCP 客戶機回答的DHCP request 請求信息之后,如果確認將地址分配給該客戶機,則以廣播方式返回DHCP ack 消息,告訴DHCP 客戶機可以使用它所提供的IP 地址,DHCP 客戶機便將獲取到的IP 地址與網(wǎng)卡綁定。除DHCP 客戶機選中的服務(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)負擔(dān)過重

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

        根據(jù)DHCP 的工作過程:客戶機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 客戶機廣播的DHCP discover 信息后,以廣播方式DHCP 客戶機發(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)器沒有對客戶機的請求作出反應(yīng),即初始化失敗,這時客戶機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)線進行測試,排除了物理線路造成故障的猜測;同時在學(xué)生機上抓包,發(fā)現(xiàn)學(xué)生機發(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)通信方是正在進行網(wǎng)絡(luò)克隆恢復(fù)的幾臺學(xué)生機與服務(wù)器。當時這些學(xué)生機由于系統(tǒng)被破壞而正在進行網(wǎng)絡(luò)克隆恢復(fù),服務(wù)器需要進行大量的數(shù)據(jù)傳輸,使得無法及時響應(yīng)DHCP 請求,造成學(xué)生機無法獲得IP 地址。網(wǎng)絡(luò)克隆過程結(jié)束后,啟動客戶機,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)為客戶機能夠獲得IP 地址,但是無法上網(wǎng)。查看客戶機所獲取的IP 地址,發(fā)現(xiàn)客戶機獲得的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 地址池向客戶機返回一個DHCPoffer,但是客戶機只會選擇接受最先收到的DHCP offer,所以,用戶計算機通常會從最近的DHCP 中獲得IP 地址。

        根據(jù)客戶機獲得的IP 地址及TCP/IP 參數(shù)進行查證,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)的實際情況采用靜態(tài)地址與動態(tài)地址相結(jié)合的方式進行地址分配,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)的問題做好準備。

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