探討校園網中IP地址的動態分配

周瑞鋒

結合工作經驗，從實際出發，對如何做到校園網的IP地址動態分配做了一定的總結；并闡述了IP地址子網劃分、DHCP服務器件的設置，以及三層交換機、二層交換機和客戶端的基本設置。

校園網IP地址動態分配DHCP子網劃分

一、DHCP服務的配置

DHCP是Dynamic Host Configuration Protocol（動態主機配置協議）縮寫，是一個局域網的網絡協議，使用UDP協議工作，主要有兩個用途：給內部網絡或網絡服務供應商自動分配IP地址給用戶，給內部網絡管理員作為對所有計算機作中央管理的手段。

為了創建一個DHCP服務器，常用的DHCP服務器一般安裝在一臺Windows 2000 Server的計算機上。安裝前先為這臺計算機指定靜態的IP地址、子網掩碼及網關地址，然后按下面的這些步驟操作即可：（1）在“控制面板”上，雙擊“添加/刪除程序”，單擊“添加/刪除Windows組件”。（2）在“Windows組件”向導中，依次選擇“Windows組件”頁、“網絡服務”，然后單擊“詳細資料”。（3）在“網絡服務”對話框中，在“網絡服務的子部件”中，選擇“動態主機配置協議（DHCP）”復選框，然后單擊[確定]按鈕。（4）單擊[下一步]按鈕，等待一段時間后就會完成安裝。最后是添加各網段作用域，捆綁網關及DNS，一個作用域是一個合法的IP地址范圍，用于向特定子網上的客戶計算機出租或分配IP地址。

從“管理工具”菜單中打開DHCP，用鼠標右鍵單擊DHCP服務器的名稱，再單擊“新建作用域”。然后按照提示依次在“名稱”中填寫作用域的名稱如“219網段”，“說明”中填寫相關說明如“服務器段”，在IP地址范圍對話框中設置本子網中的IP地址范圍：如起始IP：219.222.191.3，結束IP：219.222.191.253，子網掩碼（將租給客戶機的子網掩碼）為255. 255. 255. 0。接著再添加一個或多個排除地址范圍（已經使用的靜態IP地址或暫不分配的IP地址范圍），設定租約的時間（默認為8天）。最后添加客戶使用的路由器IP地址（即客戶機的網關地址）為219. 222. 191. 254，添加“域名稱”為“bangong”，“DNS服務器”為“219. 222. 191. 1/ 202. 96. 128. 143”。

以上是DHCP服務器的基本配置，DHCP服務的作用域的填寫就牽涉到了IP地址的子網劃分。

二、IP地址子網劃分

現今普遍運用的32位的IPv4地址，采用點分十進制的方式表示，基本結構由4部分數字組成，每一部分數字對應于一個8位二進制數字，四個二進制部分之間用小數點分開。如某一臺主機的IP地址為：219.222.191.1，換算成二進制數字也可以寫成11011011.11011110.10111111.00000001.由兩部分構成，網絡地址和主機地址。為了適應各種不同規模的網絡需求， IP協議將IP地址分為五類，即A、B、C、D和E類，其中，D類地址為多播地址，主要留給因特網體系結構研究委員會IAB使用，E類地址作為保留地址.我們通常所接觸的是A，B，C三類IP地址。A類、B類、C類IP地址的網絡號分別為8位、16位、和24位，其主機號對應為24位、16位、和8位。如主機號對應24位時其最大主機數分別為224-2。A類IP地址最前面一位為“0”，即A類第一段取值介于1～126之間（127做為本機測試之用）。B類IP地址最前面二位為“10”，即B類第一段取值介于128～191之間，C類IP地址最前面三位是“110”，既C類第一段取值介于192～233之間。

前綴長度指示地址的網絡部分的比特位數。例如在172.28.5.0 /24中，/24就是前綴長度，它告訴我們前24位是網絡地址。常用的IP地址主要有A、B、C三類，相應的前綴分別為/8、/16、/24。為了定義地址的網絡部分和主機部分，設備另行使用稱為子網掩碼的一個32位形式。表示子網掩碼使用的點分十進制格式與IPv4地址相同。在代表網絡部分的每個位的位置上置入二進制1，在代表主機部分的每個位的位置上置入二進制0即可創建子網掩碼，故A、B、C類地址相應的子網掩碼為255.0.0.0、255.255.0.0和255.255.255.0。

在實際使用過程中，我們通常需要對網絡進行子網的劃分。例如某棟樓共有3個部門（經貿系、政法系、管理系）內部采用219.222.162.0/24的地址，內部劃分了3個VLAN，要求進行子網劃分。

因為219.222.162.0是一個C類地址，其默認的子網掩碼是255.255.255.0，計算子網的公式為2n，n位借位個數，在本例中需要3個子網，2n>=5，n=2，因此借二位，分為4個子網，占用主機高序位為11000000，轉化為十進制為192。這樣就可以確定子網掩碼為255.255.255.192。4個子網的IP地址范圍分別為：

219.222.162.1 ～219.222.162.62

219.222.162 .65 ～219.222.162.126

219.222.162.200 .129 ～219.222.162 .190

219.222.162 .193 ～219.222.162 .254

每個子網段的首尾IP去掉，首是網絡地址，尾是廣播地址，所219.222.182.0，219.222.162.63等首尾IP都去掉了?？梢匀芜x3個網絡段做為子網的IP地址，其他網絡段可以用來將來的擴展需要。

以上是IP地址子網劃分部分，當DHCP服務器配置好，子網也填寫好后，如第一段IP地址為219.222.162.1-219.222.162.61，子網掩碼為255.255.255.192，網關為219.222.162.62，最后就牽涉到線路的連接和交換機的配置了。

三、交換機及客戶端配置支持

假設校園網通過一臺二層交換機連接到一臺三層交換機，三層交換機連接上DHCP服務器，現做適當配置，實現校園網內部主機的動態IP地址獲取。

三層交換機以extreme 6808為例，二層交換機以銳捷S2150為例，DHCP服務器的IP地址為10.10.0.251，接在6808的8：46口，S2150接在6808的1：2口，我們以經貿系為例，設其VLAN名為jmx，vlan號為1600，IP段為219.222.162.62/26，那么兩臺交換機的基本配置如下所示。

1.三層交換機的基本配置

（1）DHCP部分

enable bootprelay

configure bootprelay add 10.10.0.251

configure vlan "Default" add port 8：46 untagged

（2）VLAN設置部分

configure vlan "jmx" tag 1600

configure vlan "xzl-K401" IPaddress 219.222.162.62 255.255.255.192

configure vlan "xzl-K401" add port 1：2 tagged

2.二層交換機的基本配置

switch（config）#hostname jmx

jmx（config） #vlan 1600

jmx（config-vlan）#exit

jmx（config）#interface range fastEthernet 0/1-48

jmx（config-if）#switchport access vlan 1600

jmx（config-if-range）#exit

jmx（config）#exit

jmx#write

3.客戶端基本配置

DHCP服務需要客戶端的配合才能工作。在默認情況下，Windows本身就設置為“自動獲得IP地址”方式。如果以前為手動指定IP地址，可以通過如下方式更改設置：右擊“網上鄰居”，在彈出的菜單中點擊“屬性”，彈出網絡屬性設置窗口，找到“Internet協議（TCP/IP）”一項并選中，再點擊“屬性”，即可以看到“TCP/IP”的屬性。如果設置成“指定IP地址”，將其更改為“自動獲取IP地址”即可。對于Windos2000/2003 Server系統，還需要將“DHCP CLIENT”服務啟動，否則在Windos2000/2003 Serve中將不能自動獲得IP地址。這樣最后插在s2150交換機48口任一端口的pc機的IP地址為219.222.162.1～219.222.162.61。

四、結束語

本文對IP地址的動態分配牽涉到各方面知識做了簡單介紹，并對實現校園網實施IP地址動態分配做了逐步簡單的實驗說明。實際中還應多查資料多實踐，這樣才能更好的發現問題、解決問題。

參考文獻：

[1]夏雪風.在多個邏輯子網中實現DHCP服務[N].中國電腦教育報，2014.

[2]丁榮輝.談子網劃分之技巧[J].計算機與網絡.2009（32）：239-241.

[3]劉陽.實現跨VLAN的DHCP服務配置方案[J].青島職業技術學院學報，2007，20（6）：61-65.