概述

对公司计算机网络内的客户机逐一进行人工地址分配，是一件出力不讨好的事情，幸运的是，网管们有一个工具来帮助自己，那就是DHCP，全称Dynamic Host Configuration Protocol，即动态主机配置协议，名为协议，实质是由基于微软windows2000 server以上版本提供的一种网络服务，该服务将分配地址的任务在正确初始化的前提下，由交给DHCP服务器自动完成，所有的客户机均能在后台动态的自动获得正确的IP地址及相关地址信息，比如子网掩码、网关地址、DNS地址等。

当然该服务并非微软独家提供，而且也不是尽善尽美，但鉴于微软操作系统的覆盖面实在太大，以下我们均以微软网络环境来讨论这个问题，并且重点谈机制，具体操作从略，并假定网络一切正常。

工作原理

DHCP的地址分配的方式是以租约形式来实现的。在一个已配置好的DHCP环境下，DHCP客户机绑定的TCP/IP协议中IP和DNS均应设置为自动获取地址方式。

DHCP服务器为客户自动分配地址的过程很有趣，就象一个主题鲜明的四集连续剧：

1、请求

当客户机登陆一个网络时，该客户机的TCP/IP协议会向所在的子网发送（广播）一个名为DHCPDISCOVER的MESSAGE，即消息包，其中包含了该客户机的MAC地址（Media Access Control，媒体访问控制，通称网卡硬件地址）和该客户机的计算机名，以便让DHCP服务器识别。这一过程被称为IP租约请求（IP Lease Request），也就是客户机向未知的DHCP服务器请求一个IP地址。类似于广场上对大家伸出双手的乞讨者一样。

至于DHCP服务器本身的地址问题在后面会提到。

2、提供

这个时候，某个可用的DHCP服务器就会收到这个租约请求，或叫地址请求，如果该DHCP有足够的地址储备，并且能确认该IP地址对于该客户机所在的网段是一个合法的地址，那么这个DHCP服务器就会对这个请求发出一个名为DHCPOFFER的MESSAGE，其中包含了该客户机的MAC地址、提供的IP、子网掩码、租期和提供该DHCP服务的服务器（Offering DHCP Server）地址。

这一个过程被称为提供IP租约（IP Lease Offer）。

这就等同于一个有钱人站出来，为乞讨者拿出了一块金币，但是要注意：乞讨者此时还没有接受这块金币！。

有一个细节必须说明，如果DHCP服务器恰好宕机，无法提供IP，并且没有其它可用的DHCP服务器，而客户机又是自动获地址的方式，会发生什么情况？根据微软的资料，客户机首先会用1秒钟的时间等待提供地址，未果，将会分别间隔2、4、8、16秒钟，再加上一个从0到1000毫秒的随机时间长度，再次将该地址请求广播四次，如果确实没有善人出现，则自动从微软保留的地址范围169.254.0.1到169.254.255.254中采用一个未广播的地址供自己使用（使用这一网段的客户机之间可以互相通信），然后再不屈不挠的每隔5分钟向网络继续发出地址请求，直到发现善人为止。

3、选择

这时有一个问题，很可能有几个有钱人同时为这个乞讨者提供了金币。即能够提供IP地址的DHCP服务器不只一个，但是客户机只能接受收到的第一个消息包（地址），并立即向网络广播一个名为DHCPREQUEST的MESSAGE作为响应，表示已接受了某一个DHCP服务器提供的IP，其中包括发出IP提供消息并且已被接受的DHCP服务器的IP地址，这样，其它的有钱人在得到这个消息以后就会收回他们的OFFER，并准备随时向下一个出现的乞讨者施舍。

这就是第三步，客户机选择IP租约（IP Lease selection）。

4、确认

最后是皆大欢喜，发出OFFER并被客户机接受的DHCP服务器将向网络广播一个名为DHCP确认（DHCPACK）的MESSAGE，其中包含针对所提供IP地址的合法租约及其配置信息。籍此向全网人民宣布它又做了一件善事。

客户机在收到这一确认消息后，本身的TCP/IP协议就会在后台利用这些信息开始一系列的IP初始化工作。

这一步叫确认IP租约（IP Lease Acknowledgement）。

初始化与应用

开始提到，上面所做的一切都是在DHCP服务器初始化正确的前提下进行的，现在就来讨论这个初始化的过程。

第一，正如能向别人施舍的人首先自己不能是个穷光蛋的道理一样，能提供IP地址的DHCP服务器本身必须要有固定地址，而且还要包括相应的正确配置，比如子网掩码、DNS和网关。这一要求隐含了一个重要含义，即DHCP服务器本身不能同时是一个DHCP客户机。

第二，必须是能够提供DHCP服务的服务器，在微软中，一般是指基于WINDOWS2000 SERVER版本以上的服务器。

WINDOWS2000 Professional是微软WINDOWS网络的客户端，不能提供任何网络服务，只能作为DHCP客户机。理论上说，几乎所有的绑定了TCP/IP的OS都可以做为DHCP的客户机，包括WINDOWS2000 SERVER和许多非WINDOWS的操作系统，甚至在MSDOS下也行，条件是必须预装微软网络Client V3 for MSDOS并且采用实模式的TCP/IP。

不能作为DHCP客户机的有早期的Windows3.1和Windows3.2，还有更早的微软LAN Manager 2.2c for OS/2以下的机子，这种恐怕大多数网管只有博物馆中才看得到了。

第三，已规划好的待分配IP地址池（后面提到）。

是不是我们安装并配置好了地址池后，马上就可以使用了呢？答案是否定的，因为还有两个关键步骤没有完成：

1、必须先为DHCP服务器授权，使之合法化。这样可以防止未授权的DHCP服务器向客户机提供非法IP地址，其原理是：当一个已授权的DHCP服务器在启动的时候，会在所属在的域中寻找域控制器的活动目录，这个目录中记录了被授权可以提供DHCP服务的服务器列表，如果DHCP发现自身在名单内，那么才会正确启动该服务，否则，该DHCP会放弃一切客户机的地址请求，也就是说，有钱人在没有取得施舍许可证的时候也是不能上岗的。

2、已规划好的待分配的IP地址池，又称作用范围（Scope），必须有一个被激活（Activace）的操作，否则，地址池将没有任何作用。

DHCP服务器的功能归根结底只有一个，那就是为网内的客户机提供IP地址和相关配置。

在DHCP服务器上创建作用域（scope）的意义在于，我们既可以为不特定的客户机配置scope,使之每次启动的时候，获得的IP都不一样，也可以为某一特定的客户机请求永久性的IP地址，称为客户机预约（client reservations），最典型的就是DNS服务器，一般一个网段中的DNS都是固定的，而所有客户机的DNS地址都应该指向它。

这一个特点尤其适合于一些网络规模较小的企业，通过DHCP为二三十台服务器分配固定的IP 地址后，将会大大的方便局域网的管理和维护，降低网管的工作强度。

前面提到，DHCP分配的IP 地址是以租约方式实现的，所以还涉及到一个租约更新问题。默认的情况下，DHCP为客户机提供的IP地址的租期是八天，客户机自取得IP地址的时间起至租期的一半即第四天的时候，TCP/IP会自动向DHCP提出更新，以获取最新的配置，先前提供该IP配置的DHCP服务器会立即响应，向该客户机提供新的租期和最新的网络配置，如果此时的DHCP宕机，则客户机继续使用当前参数。但当该租期过去了87.5%的时候，客户机就会重新演出上面的好戏，接受网络上任何可用DHCP服务器发出的租约。当然，如果一个可用的DHCP发现客户机请求的是一个非法的或重复的IP 地址时，该DHCP将会以一个DHCP拒绝消息（DHCPNAK）作为回应,迫使该客户机释放它的IP地址，并重新获取一个新的、合法的地址。

IP地址及其租期都是一种资源，如合理利用就会降低管理成本，而滥用就会带来很多麻烦。比如当你定制一个很短的租期的时候，带来的可能是很大的网络流量，因为不断的有客户机网络上在提出租期更新，DHCP也在不断为之发出确认，会带来很多不可预测的后果；反之，给出一个无限的租期，又可能会造成资源的浪费，因为有的客户机租期到了以后也许无法得到新的地址。网管们要注意这一点。

排除故障

我们应该养成随时查看系统日志的良好习惯，该日志中记录了重要的错误细节，供网管监测。DHCP数据库位于systemroot\system32\dhcp中，如果该数据遭遇破坏，可用Jetpack命令行工具加以解决（过程略）。

如果成功启动了DHCP服务器，但是客户机并没有获得IP，会是哪些原因造成的呢？请考虑如下几个方面：

可能的问题：

1、DHCP 服务器是否已获得授权？Scope 是否已激活？地址池是否已经分完？DHCP 服务器的网络ID和可用的Scope的网络ID是否在同一个网段内？

2、客户机与DHCP服务器是否位于同一个网段？并且客户机所在的网段中没有配置DHCP中继代理或两个网段之间的路由器不支持RFC-1542标准？

3、客户端的DHCP Client服务是否启动？客户端的TCP/IP属性配置是否为自动获取IP地址选项？

4、客户端与服务器的网络连接是否有物理故障？

解决办法：

1、停止DHCP服务，重新为网内设置合适的、足够的Scope，并确定所分配的IP池与该DHCP服务器在同一网段内。重新启动DHCP服务器并授权；

2、如果客户机与DHCP服务器未在同一网段，且路由器是非RFC兼容的路由器，那么该Router将不支持DHCP广播流量。办法有二：首先在DHCP服务器上建一个DHCP客户机所在网段的作用域，然后在该客机所在网段配置一台DHCP中继代理，该代理通过路由和远程访问服务来建立，具体过程请朋友们参考有关资料。

3、在客户端通过查看开始→程序→管理工具→服务，检查DHCP client服务是否启动，如果已停止，手工将其启动，这是一个系统服务，默认为随系统自动启动。

在TCP/IP属性配置IP设置项中，点选自动获取IP地址及DNS地址选项。然后使用命令行工具，执行释放(ipconfig /release)、重新获取IP操作(ipconfig/renew)，尝试重新连接DHCP服务器并获取IP地址。

4、网络物理故障不属本文讨论范围，从略。

限于篇幅，以上只是粗略的介绍了DHCP之冰山一角，还有DHCP与DNS集成的问题、委派管理、创建特定的用户类等问题，这里都没有提到。希望广大网管朋友在工作中不断探索，让我们共同交流，共同进步，更好的为网管工作服务。