随着网络技术的不断普及,几乎每个单位都建立了自己的局域网,我校校园网建设于2003年,经过多次升级改造,目前具有四百六十个信息点。在网络中进行地址分配时,结合学校实际情况,采用了动态分配和静态分配相结合的方式,本文主要讨论动态地址分配。
动态地址分配IP地址是指计算机不再由网络管理员手工配置地址,而是自动从DHCP服务器获取一个统一分配的地址。其主要特点是配置和修改工作量小,只需部署一台DHCP服务器,在TCP/IP参数发生变化时,只需在DHCP服务器上进行简单配置,其他计算机则无需任何改动。
动态地址分配的弱点在于需要单独配置一台DHCP服务器,而且对于DHCP服务器的依赖性过大,一旦DHCP服务器出现故障,则会对网络形成致命影响;在一些服务器的地址配置上,无法采用动态地址分配;另外,一些机房管理软件也要求不能采用动态地址分配。
动态地址分配采用DHCP协议,该协议主要用于给网络中的计算机自动分配IP地址并能作为中央管理的手段。
DHCP的工作过程如下:
发现阶段:DHCP客户机以广播方式发送DHCP discover寻找DHCP服务器,每一台安装了TCP/IP协议的主机都会收到,但只有DHCP服务器才会做出响应。
提供阶段:网络中接收到DHCP discover信息的DHCP服务器都会做出响应,它从IP地址池中挑选一个尚未出租的IP地址分配给DHCP客户机,以广播方式向DHCP客户机发送一个DHCP offer。
选择阶段:如果有多台DHCP服务器响应DHCP客户机发出的DHCP discover,则DHCP客户机只接收第一个收到的DHCP offer提供信息,以广播方式回答一个DHCP request信息。
确认阶段:当DHCP服务器收到DHCP客户机回答的DHCP request请求信息之后,如果确认将地址分配给该客户机,则以广播方式返回DHCP ack消息,告诉DHCP客户机可以使用它所提供的IP地址,DHCP客户机便将获取到的IP地址与网卡绑定。除DHCP客户机选中的服务器外,其他的DHCP服务器都将收回曾提供的IP地址。
我校在使用动态地址分配的过程中,遇到过两次故障。
1.DHCP服务负担过重
在一次学生上机课中,发生学生机无法获得IP地址的情况,提示DHCP服务器不可用,无法获得IP地址,重新启动计算机故障依旧。
根据DHCP的工作过程:客户机启动后首先以广播方式发送DHCP discover信息,以获得DHCP服务器的IP地址;接下来,DHCP服务器收到DHCP客户机广播的DHCP discover信息后,以广播方式DHCP客户机发送DHCP offer信息,其中包括一个可租用的IP地址。如果DHCP服务器没有对客户机的请求作出反应,即初始化失败,这时客户机会自动给自己分配一个IP地址并且在后台每隔五分钟发送四次DHCP discover信息,直至收到DHCP offer信息。
通过测线仪及ping命令对网线进行测试,排除了物理线路造成故障的猜测;同时在学生机上抓包,发现学生机发出了DHCP discover信息,由此判断是DHCP服务器没有做出正常响应。另外,抓包中发现有大量数据包在网络中传输,根据对应的IP地址发现通信方是正在进行网络克隆恢复的几台学生机与服务器。当时这些学生机由于系统被破坏而正在进行网络克隆恢复,服务器需要进行大量的数据传输,使得无法及时响应DHCP请求,造成学生机无法获得IP地址。网络克隆过程结束后,启动客户机,很顺利地获得了IP地址,问题得以解决。这一故障发生在一个老旧机房,目前基本上不会遇到。
2.用户私自接入具有DHCP功能的设备
故障表现为客户机能够获得IP地址,但是无法上网。查看客户机所获取的IP地址,发现客户机获得的IP地址不在规划的校园网地址段内。
同样根据DHCP的工作原理,如果当网络中存在多台DHCP服务器时,各个DHCP服务器都会根据自己管理的IP地址池向客户机返回一个DHCP offer,但是客户机只会选择接受最先收到的DHCP offer,所以,用户计算机通常会从最近的DHCP中获得IP地址。
根据客户机获得的IP地址及TCP/IP参数进行查证,发现有老师为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,将具有与DHCP功能的LAN口接入到校园网而导致故障发生。
综上讨论,在局域网中,通常根据网络的实际情况采用静态地址与动态地址相结合的方式进行地址分配,少部分客户端通过静态地址接入网络,而大多数客户DHCP服务器进行地址分配,DHCP能够大大减轻减轻网络管理员的工作量,但是也会带来一些问题,作为网络管理员,要对DHCP的工作原理深入了解,随时对配置中可能出现的问题做好准备。
编辑 王团兰
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