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【摘 要】科学技术是第一生产力，现如今互联网与人们的工作、学习和生活联系越来越紧密，如城域网、校园网，广域网和城区网等。为了对关于现在IP地址资源不够以及用户对无线网络移动性等这些问题进行有效的解决，对大型网络的管理员能够最大限度的减少其工作量和减少繁杂的手工配置，并且能够将一个大型的网络环境简便且迅速地建立起来以及能够迅速的将其网络置的参数修正过来，于是采用DHCP技术动态地为主机配置参数。因此，DHCP服务器及技术在网络配置的使用越来越多地了，基于互联网的诸多优势，因此它的应用范围会愈来愈广。因此此文将对DHCP技术进行一定的研究有。本文的主要内容和工作将：介绍DHCP协议和工作原理，DHCP服务器的数据库和DHCP技术的优化等。
【关键词】DHCP 负载平衡 消息认证
TCP/IP网络在Internet和Intranet领域中占据越来越大的比重，但是，TCP/IP网络有点不足，那就是基本都是手动配置的，工作量很大，其中包括IP地址、子网掩码、网关地址、DNS地址等网络参数的配置。还有就是笔记本电脑的使用越来越广，需要配置大量的移动用户入网时的网络参数；由于企业内部用户时常在工程、项目中进行调整，从而导致用户计算机所在的网络发生变动。这些因素导致网络发生很大的动态，使的网络设置更不易进行操作。能完成这些系统的设置，正确掌握到TCP/IP网络的控制权。就能使差异很大的网络用户成功的联网，并可享受到由软件、硬件提供的有可靠性的多种网络信息资源，以及如何让这些系统得到成功的配置和对TCP/IP网络控制权的把握，同时，既能保证建立在网络上的企业重要信息的顺畅收发，又能方便网络管理者对网络资源的灵活运用、智能管理，关于有着城域网、广域网、城区网和校园网等的院校、网络接入的提供商（ISP）以及大型企业对以上的问题都务必持有严肃以及认真看待的态度。DHCP技术对于综上所提到的问题都可以逐个进行解决。所以采用DHCP服务器来配置网络渐渐成为了主流趋势。
一、概述
Dynamic Host Configuration Protocol（动态主机分配协议）是对DHCP的全称。DHCP是BOOTP协议的一个扩展，它主要实现允许无盘工作站连接到网络系统并且自动获取一个IP地址。DHCP由两个基本部分组成：分别是把配置的专用信息传达给网络主机和把IP地址配给主机，从而向网络主机提供配置参数。将缺省网关，IP地址一个，DNS服务器IP地址一个，子网掩码以及WINS服务器IP地址一个等提供给每一位网络客户是DHCP的主要工作。DHCP是在对客户/服务器的模式上而存在的，这种模式是将网络地址分配给专门特别指出的主机，再把网络配置的参数给有此需求的网络主机给传送过去。将被特指的主机称作成服务器是因为易于被理解，也就是能够给主机进行DHCP服务的提供者。对信息进行接收的主机被称作客户。我们科将DHCP的IP地址的分配方式大致的分为三种：自动分配、动态分配、手工分配。它们之间的区别在于自动分配给用户机分配的IP地址是永久性的；动态分配获取的IP地址使用时间受限制；手工分配的意思就是由管理员手工指定一个IP地址给用户，而IP地址的传送是由DHCP服务器来实现的。不同的网络配置也不相同，因此要根据实际情况来选择采用什么样的方法来进行分配。关于准许自动重用地址方法只有一种那就是动态分配。所以，此种方法对于需要进行临时上网而且IP地址的资源也较缺乏者最合适用。手工指定方法也有一大优点，那就是十分方便管理不希望使用动态IP地址的用户。总之DHCP是一种相对集中式的管理方式。
二、DHCP的工作原理和过程
DHCP服务器和客户间交互的消息种类有8种，在客户对DHCP服务器使用来对其IP地址进行获取的时候，它会在6种状态中其中之一，它会在客户机进行启动第一次的时候进入INITIALIZE（初始化）的状态。往往客户选择跟本地网络上全部的DHCP服务器首先进行联系，是为了在开始的时候能够得到一个IP地址，所以，客户机会广播出一个DHCPD工SCOVER的报文，而且还会转入到SELECT（选择）的状态上。因为协议是对BOOTP的扩大补充，客户机会将BOOTP端口（即端口67）设成UDP数据报里目的端口并且将其传送到DHCPDISCOVER报文。本地网上全部的DHCP服务器都会收到报文，关于那些设计对特定客户机能够产生响应的服务器会将一个DHCPOFFER报文进行发送。所以，客户机或许会接收到零个响应或者是多个响应。
当客户机是在SELECT状态之时，客户机会从DHCP服务器对DHCPOFFER响应进行收集。每一个响应会将用在客户机中的配置信息与关于服务器给客户机所提供租用的那个IP地址都会提供出来。对于响应（例如第一个收到的响应）客户机一定要对其中的一个进行选择，和服务器进行协商并且租用。因此，客户机会给服务器进行一个DHCPREQUEST报文的发送，并且转入到REQUEST的状态中。服务器如果对请求已接受并且进行租用确认好的话，服务器就会发送出一个DHCPACK报文进行响应。在客户机接收到确认信息之后会转入到BOUND（己绑定）状态。当客户机对IP地址没有需用的时候对租用进行及时终止，服务器会将此IP地址给别的客户机进行分配。客户机会给服务器进行一个DHCPRELEASE报文的发送动作，是为了达到提前租用进行终止的目的，释放地址指的是让客户机不能再进行使用地址，因此，在释放报文发送出去后，客户机发送别的数据报时对此地址将不会再用。在一个DHCP客户机得到地址的时候，它就会转变会处于绑定的状态。在转入绑定的状态之后，客户机会设置重新绑定、控制租用更新与到期这三个定时器。给定时器特指给确定的数值，可以在DHCP服务器为客户机分配地址之时进行；假如服务器没有给定时器进行指定确定值，客户机便会使用其默认值。总租用期一半往往都被用来当作第一个定时器所用的默认值。在第一个定时器到期之时，客户机务必要对租用期进行尝试更新。在请求做更新的时候，客户机会对进行租用地方的服务器发送出一份DHCPREQUEST报文，将状态转移到更新等待其作出响应。一个客户机现下所用的IP地址会包含在DHCPREQUEST报文之中，并且对服务器延长租用此地址发出请求。发送DHCPACK就表示服务器对客户机对此地址进行继续使用表示同意，而关于客户机定时器新的数值也可以包含在DHCPACK里面。 如果服务器对于客户机对其进行继续使用不同意，那么就发送一个使客户机立即停止使用地址的DHCPNAK。对客户机来说收到DHCPACK报文则继续使用IP地址，收到DHCPNAKZE则立即返回初始化状态停止使用地址。客户机进入绑定状态后开始设置第二个定时器，假如第二个定时器到期之前还没有收到服务器的响应，那么客户机会从更新状态转移到重新绑定状态（第二个定时器结束时），在转移时，假如原来的服务器不可用，客户机将给本地网里面任何一台服务器进行DHCPREQUEST报文的广播。任何一台给客户机服务的服务器或许响应肯定（即租用延长），或者否定（即对地址继续使用拒绝）。当客户机接收到的是一个关于肯定的响应之时，客户机便会退回到绑定的状态并且对两个定时器进行重置。当客户机接收到的是一个关于否定的响应，客户机便会转移到初始化的状态，并且对IP地址的使用进行停止，如果想要对该IP地址进行继续使用就必须再重新获得一个新的地址。当客户机处于重新的绑定状态下进行请求报文的广播之后，第三个定时器没有超时以前并没有收到关于任意服务器的响应，客户机就需要对IP地址的使用必须停止，退回到初始化的状态，并且对新的地址开始进行申请。
三、DHCP数据库的内容
DHCP管理是一种既包含服务器端，又包含客户端的集中式管理。也就是说关于全部的IP网络数据的设定包括了对客户端提出的DHCP处理要求这些全部是由DHCP对其进行集中的管理，所以客户端对服务器所分配下来关于IP环境的数据可以对其进行直接的使用。DHCP服务器与客户机可以存在于相同的子网里面的不同网段中。不同子网段间的DHCP消息传递由中继代理。以下简述如何在LINUX下DHCP数据库中保存的配置文件和租约文件。由文本文件构成放的配置文件，囊括了参数和声明两大类语句，是递归下降格式的，其中参数类语句主要是用于对配置文件中例如DNS、租约时间和网关等的网张参数进行描述，对于声明语句则是主要针对网络中的拓扑结构进行说明，用来标明在网络上是哪些客户、以及相应的IP地址等。需要特别声明的是即使没有IP地址要动态分配的子网，每一个需要给予服务的和连接着DHCP服务器的子网也要有一个关于subnet的声明。DHCP服务器数据库是一个动态数据库原因是租约文件的存在导致的，所以在对客户机进行租约提供或是对客户机进行租约释放的时候数据库都会对其进行自动更新。租约文件里面所包括的租约的声明所指的是每一次对租约进行更新、释放或者被获取。租约记录里不仅包括了给客户提供的一个IP地址而且还包括其中的关于租约的一些信息。在租约有新的信息的时候，DHCP服务器便会增加一条新的租约记录在租约的数据库里面。
四、DHCP技术应用的优化
服务质量（QOS）在整个网络操作范围内对相应的程序起到一个分配的作用，通过将资源分配给应用的程序，然后对有有目标有设定的一些程序进行升级，这样就把程序之间进行区分，程序类型的高低也有比较，从而达到了分配的目的。
而管理员通过质量也会相应的发挥自身的作用，一方面可以通过服务质量控制整个网络，而另外一方面也能为用户提供更好的服务。
在使用DHCP服务器对客户端分配IP地址时，可以依据以下几点步骤：
（一）将不同类型等级的IP地址相应的分配给不同需求的用户。
（二）在对IP地址进行分配的时候，注入一些相对较详细、细致的功能模块。
客户完成这类过程向DHCP服务器发出DHCPDISCOVER报文时，DHCP会相应的收到一些基本信息。主要代码如下：
IP：ID=0x0；Proto=UDP；Len=328
IP： Version = 4 （0x4）
IP：Header Length=20 （0x14）
IP：Service Type=0 （0x0）
IP：Precedence=Routine
IP：Protocol=UDP一User Datagram
IP：Checksum=Ox39A6
IP：Source Address二0.0.0.0
IP： Destination Address二255. 255. 255. 255
IP：Data：Numberof data bytes remaining二308 （0x0134）
DHCP：Transaction ID （xid）=556223005 （0X21274AID）
DHCP：Seconds （secs）=0 （0x0）
DHCP：Flags （flags）=0 （0x0）
DHCP：Client Ethernet Address （chaddr） = 08002B2ED85E
DHCP：Server Host Name （sname）=空
DHCP：Boot File Name （file）=空
DHCP：Magic Cookie = [OKI
DHCP：Option Field （options）
DHCP：DHCP Message Type=DHCP Discover
DHCP：Client一identifier=（Type：1） 08 00 2b 2e d8 5e
DHCP：Host Name=LLM
DHCP：Parameter Request List=（Length：7） 0l 0f 03 2c 2e 2f 06
DHCP：End of this option field
从而，得到客户机的MAC地址：08-00-2B-2E-D8-5E。客户机的MAC地址具有唯一性，所以客户标识也具有了针对性，由08-00-2B-2E-D8-5E标识。所有的网络主机MAC的地址都是通过数据库得以保存，将主机的MAC指定在一定的MAC地址池中，使其与IP地址段/地址池相对应。通过一个表来完成它们之间的映射。
MAC地址被提前数日数据库中，通过DHCP服务器的配置文件中定义它们。配置文件的不同使它们的对应也各不相同，这样就能够实现分类的服务。
五、结论
本文首先介绍了什么是DHCP， DHCP工作的原理与DHCP服务器两者普通交互过程：再以DHCP数据库的立场对DHCP配置的文件以及租约文件进行了介绍；末尾针对关于扩展DHCP的技术应用以及优化DHCP的技术应用——分类服务进行论述。随着IPV6协议和物联网的推广研究DHCP服务器在嵌入式操作系统中的应用。
参考文献：
[1]陈黎.DHCP原理与配置[J].电子工程师，1999年第5期，35-38
[2]王精明，赵晓峰.浅析DHCP[J].天中学刊，2003年10月，第18卷5期，
[3]李方敏，卢锡成，汪钟明.主机动态配置协议（DHCP） [J].湘潭矿业学院学报，1997年9月，第12卷3期。
【关键词】DHCP 负载平衡 消息认证
TCP/IP网络在Internet和Intranet领域中占据越来越大的比重，但是，TCP/IP网络有点不足，那就是基本都是手动配置的，工作量很大，其中包括IP地址、子网掩码、网关地址、DNS地址等网络参数的配置。还有就是笔记本电脑的使用越来越广，需要配置大量的移动用户入网时的网络参数；由于企业内部用户时常在工程、项目中进行调整，从而导致用户计算机所在的网络发生变动。这些因素导致网络发生很大的动态，使的网络设置更不易进行操作。能完成这些系统的设置，正确掌握到TCP/IP网络的控制权。就能使差异很大的网络用户成功的联网，并可享受到由软件、硬件提供的有可靠性的多种网络信息资源，以及如何让这些系统得到成功的配置和对TCP/IP网络控制权的把握，同时，既能保证建立在网络上的企业重要信息的顺畅收发，又能方便网络管理者对网络资源的灵活运用、智能管理，关于有着城域网、广域网、城区网和校园网等的院校、网络接入的提供商（ISP）以及大型企业对以上的问题都务必持有严肃以及认真看待的态度。DHCP技术对于综上所提到的问题都可以逐个进行解决。所以采用DHCP服务器来配置网络渐渐成为了主流趋势。
一、概述
Dynamic Host Configuration Protocol（动态主机分配协议）是对DHCP的全称。DHCP是BOOTP协议的一个扩展，它主要实现允许无盘工作站连接到网络系统并且自动获取一个IP地址。DHCP由两个基本部分组成：分别是把配置的专用信息传达给网络主机和把IP地址配给主机，从而向网络主机提供配置参数。将缺省网关，IP地址一个，DNS服务器IP地址一个，子网掩码以及WINS服务器IP地址一个等提供给每一位网络客户是DHCP的主要工作。DHCP是在对客户/服务器的模式上而存在的，这种模式是将网络地址分配给专门特别指出的主机，再把网络配置的参数给有此需求的网络主机给传送过去。将被特指的主机称作成服务器是因为易于被理解，也就是能够给主机进行DHCP服务的提供者。对信息进行接收的主机被称作客户。我们科将DHCP的IP地址的分配方式大致的分为三种：自动分配、动态分配、手工分配。它们之间的区别在于自动分配给用户机分配的IP地址是永久性的；动态分配获取的IP地址使用时间受限制；手工分配的意思就是由管理员手工指定一个IP地址给用户，而IP地址的传送是由DHCP服务器来实现的。不同的网络配置也不相同，因此要根据实际情况来选择采用什么样的方法来进行分配。关于准许自动重用地址方法只有一种那就是动态分配。所以，此种方法对于需要进行临时上网而且IP地址的资源也较缺乏者最合适用。手工指定方法也有一大优点，那就是十分方便管理不希望使用动态IP地址的用户。总之DHCP是一种相对集中式的管理方式。
二、DHCP的工作原理和过程
DHCP服务器和客户间交互的消息种类有8种，在客户对DHCP服务器使用来对其IP地址进行获取的时候，它会在6种状态中其中之一，它会在客户机进行启动第一次的时候进入INITIALIZE（初始化）的状态。往往客户选择跟本地网络上全部的DHCP服务器首先进行联系，是为了在开始的时候能够得到一个IP地址，所以，客户机会广播出一个DHCPD工SCOVER的报文，而且还会转入到SELECT（选择）的状态上。因为协议是对BOOTP的扩大补充，客户机会将BOOTP端口（即端口67）设成UDP数据报里目的端口并且将其传送到DHCPDISCOVER报文。本地网上全部的DHCP服务器都会收到报文，关于那些设计对特定客户机能够产生响应的服务器会将一个DHCPOFFER报文进行发送。所以，客户机或许会接收到零个响应或者是多个响应。
当客户机是在SELECT状态之时，客户机会从DHCP服务器对DHCPOFFER响应进行收集。每一个响应会将用在客户机中的配置信息与关于服务器给客户机所提供租用的那个IP地址都会提供出来。对于响应（例如第一个收到的响应）客户机一定要对其中的一个进行选择，和服务器进行协商并且租用。因此，客户机会给服务器进行一个DHCPREQUEST报文的发送，并且转入到REQUEST的状态中。服务器如果对请求已接受并且进行租用确认好的话，服务器就会发送出一个DHCPACK报文进行响应。在客户机接收到确认信息之后会转入到BOUND（己绑定）状态。当客户机对IP地址没有需用的时候对租用进行及时终止，服务器会将此IP地址给别的客户机进行分配。客户机会给服务器进行一个DHCPRELEASE报文的发送动作，是为了达到提前租用进行终止的目的，释放地址指的是让客户机不能再进行使用地址，因此，在释放报文发送出去后，客户机发送别的数据报时对此地址将不会再用。在一个DHCP客户机得到地址的时候，它就会转变会处于绑定的状态。在转入绑定的状态之后，客户机会设置重新绑定、控制租用更新与到期这三个定时器。给定时器特指给确定的数值，可以在DHCP服务器为客户机分配地址之时进行；假如服务器没有给定时器进行指定确定值，客户机便会使用其默认值。总租用期一半往往都被用来当作第一个定时器所用的默认值。在第一个定时器到期之时，客户机务必要对租用期进行尝试更新。在请求做更新的时候，客户机会对进行租用地方的服务器发送出一份DHCPREQUEST报文，将状态转移到更新等待其作出响应。一个客户机现下所用的IP地址会包含在DHCPREQUEST报文之中，并且对服务器延长租用此地址发出请求。发送DHCPACK就表示服务器对客户机对此地址进行继续使用表示同意，而关于客户机定时器新的数值也可以包含在DHCPACK里面。 如果服务器对于客户机对其进行继续使用不同意，那么就发送一个使客户机立即停止使用地址的DHCPNAK。对客户机来说收到DHCPACK报文则继续使用IP地址，收到DHCPNAKZE则立即返回初始化状态停止使用地址。客户机进入绑定状态后开始设置第二个定时器，假如第二个定时器到期之前还没有收到服务器的响应，那么客户机会从更新状态转移到重新绑定状态（第二个定时器结束时），在转移时，假如原来的服务器不可用，客户机将给本地网里面任何一台服务器进行DHCPREQUEST报文的广播。任何一台给客户机服务的服务器或许响应肯定（即租用延长），或者否定（即对地址继续使用拒绝）。当客户机接收到的是一个关于肯定的响应之时，客户机便会退回到绑定的状态并且对两个定时器进行重置。当客户机接收到的是一个关于否定的响应，客户机便会转移到初始化的状态，并且对IP地址的使用进行停止，如果想要对该IP地址进行继续使用就必须再重新获得一个新的地址。当客户机处于重新的绑定状态下进行请求报文的广播之后，第三个定时器没有超时以前并没有收到关于任意服务器的响应，客户机就需要对IP地址的使用必须停止，退回到初始化的状态，并且对新的地址开始进行申请。
三、DHCP数据库的内容
DHCP管理是一种既包含服务器端，又包含客户端的集中式管理。也就是说关于全部的IP网络数据的设定包括了对客户端提出的DHCP处理要求这些全部是由DHCP对其进行集中的管理，所以客户端对服务器所分配下来关于IP环境的数据可以对其进行直接的使用。DHCP服务器与客户机可以存在于相同的子网里面的不同网段中。不同子网段间的DHCP消息传递由中继代理。以下简述如何在LINUX下DHCP数据库中保存的配置文件和租约文件。由文本文件构成放的配置文件，囊括了参数和声明两大类语句，是递归下降格式的，其中参数类语句主要是用于对配置文件中例如DNS、租约时间和网关等的网张参数进行描述，对于声明语句则是主要针对网络中的拓扑结构进行说明，用来标明在网络上是哪些客户、以及相应的IP地址等。需要特别声明的是即使没有IP地址要动态分配的子网，每一个需要给予服务的和连接着DHCP服务器的子网也要有一个关于subnet的声明。DHCP服务器数据库是一个动态数据库原因是租约文件的存在导致的，所以在对客户机进行租约提供或是对客户机进行租约释放的时候数据库都会对其进行自动更新。租约文件里面所包括的租约的声明所指的是每一次对租约进行更新、释放或者被获取。租约记录里不仅包括了给客户提供的一个IP地址而且还包括其中的关于租约的一些信息。在租约有新的信息的时候，DHCP服务器便会增加一条新的租约记录在租约的数据库里面。
四、DHCP技术应用的优化
服务质量（QOS）在整个网络操作范围内对相应的程序起到一个分配的作用，通过将资源分配给应用的程序，然后对有有目标有设定的一些程序进行升级，这样就把程序之间进行区分，程序类型的高低也有比较，从而达到了分配的目的。
而管理员通过质量也会相应的发挥自身的作用，一方面可以通过服务质量控制整个网络，而另外一方面也能为用户提供更好的服务。
在使用DHCP服务器对客户端分配IP地址时，可以依据以下几点步骤：
（一）将不同类型等级的IP地址相应的分配给不同需求的用户。
（二）在对IP地址进行分配的时候，注入一些相对较详细、细致的功能模块。
客户完成这类过程向DHCP服务器发出DHCPDISCOVER报文时，DHCP会相应的收到一些基本信息。主要代码如下：
IP：ID=0x0；Proto=UDP；Len=328
IP： Version = 4 （0x4）
IP：Header Length=20 （0x14）
IP：Service Type=0 （0x0）
IP：Precedence=Routine
IP：Protocol=UDP一User Datagram
IP：Checksum=Ox39A6
IP：Source Address二0.0.0.0
IP： Destination Address二255. 255. 255. 255
IP：Data：Numberof data bytes remaining二308 （0x0134）
DHCP：Transaction ID （xid）=556223005 （0X21274AID）
DHCP：Seconds （secs）=0 （0x0）
DHCP：Flags （flags）=0 （0x0）
DHCP：Client Ethernet Address （chaddr） = 08002B2ED85E
DHCP：Server Host Name （sname）=空
DHCP：Boot File Name （file）=空
DHCP：Magic Cookie = [OKI
DHCP：Option Field （options）
DHCP：DHCP Message Type=DHCP Discover
DHCP：Client一identifier=（Type：1） 08 00 2b 2e d8 5e
DHCP：Host Name=LLM
DHCP：Parameter Request List=（Length：7） 0l 0f 03 2c 2e 2f 06
DHCP：End of this option field
从而，得到客户机的MAC地址：08-00-2B-2E-D8-5E。客户机的MAC地址具有唯一性，所以客户标识也具有了针对性，由08-00-2B-2E-D8-5E标识。所有的网络主机MAC的地址都是通过数据库得以保存，将主机的MAC指定在一定的MAC地址池中，使其与IP地址段/地址池相对应。通过一个表来完成它们之间的映射。
MAC地址被提前数日数据库中，通过DHCP服务器的配置文件中定义它们。配置文件的不同使它们的对应也各不相同，这样就能够实现分类的服务。
五、结论
本文首先介绍了什么是DHCP， DHCP工作的原理与DHCP服务器两者普通交互过程：再以DHCP数据库的立场对DHCP配置的文件以及租约文件进行了介绍；末尾针对关于扩展DHCP的技术应用以及优化DHCP的技术应用——分类服务进行论述。随着IPV6协议和物联网的推广研究DHCP服务器在嵌入式操作系统中的应用。
参考文献：
[1]陈黎.DHCP原理与配置[J].电子工程师，1999年第5期，35-38
[2]王精明，赵晓峰.浅析DHCP[J].天中学刊，2003年10月，第18卷5期，
[3]李方敏，卢锡成，汪钟明.主机动态配置协议（DHCP） [J].湘潭矿业学院学报，1997年9月，第12卷3期。