DHCP中继代理在下一代数字化校园网中的应用研究(图文)

论文导读：下一代“数字化校园”，就是以现有校园网为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现从环境、资源到活动的全部数字化，在传统校园网的基础上，构建一个数字空间，扩展传统校园网的功能，通过应用系统的紧密联结，实现校园网信息传递和信息服务，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高教学质量、科研和管理水平的目的。本文从数字化校园网的技术层面来研究客户主机在服务器和路由器DHCP中继代理服务的作用下，校园网各部门子网主机跨网段自动获取IP地址的实现方法。3.由于下一代数字校园网要求尽可能提高办事效率，极大限度地共享资源，各部门的主机都必须加入到校园网，为了方便管理，校园网一般是由路由器将网络按部门划分为多个物理子网，这样就能屏蔽各个子网间的广播，减少不必要的带宽浪费，从而提高网络性能，同时也方便校园网管理员的管理工作。2、利用RFC1542路由器作为中继代理功能。
关键词：DHCP，下一代，中继代理，校园网
 

下一代“数字化校园”，就是以现有校园网为基础，利用先进的信息化手段和工具，实现从环境、资源到活动的全部数字化，在传统校园网的基础上，构建一个数字空间，扩展传统校园网的功能，通过应用系统的紧密联结，实现校园网信息传递和信息服务，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高教学质量、科研和管理水平的目的。本文从数字化校园网的技术层面来研究客户主机在服务器和路由器DHCP中继代理服务的作用下，校园网各部门子网主机跨网段自动获取IP地址的实现方法。

一、下一代数字化校园网服务器规划

为了减轻了网络管理员的工作负担，提高网络的运行效率，在校园网的规划时，网络管理中心的服务器可以利用DHCP服务为校园网中的每台主机提供动态分配IP地址，从而在实际工作中DHCP服务得到了广泛的应用。但在部署校园网的DHCP服务器时应该考虑如下因素：

1.在网络中提供特殊服务的服务器应采用静态IP地址。不同的网络服务器应该由不同的服务器充当，这样可以尽可能的提高效率和安全性，使得在一个服务器停止时其他的服务器仍然能够正常工作。

2.如果出于冗余的目的在一个子网中部署多台DHCP服务器为网络中的主机提供IP地址的话，那么在这些DHCP服务器上创建的作用域应该有相同的网络IP，而且这些作用域的IP地址池不能互相交叉。因为不同的DHCP服务器的作用域有地址交叉的话，可能会造成不必要的DHCP广播，从而影响网络的性能。

3.由于下一代数字校园网要求尽可能提高办事效率，极大限度地共享资源，各部门的主机都必须加入到校园网，为了方便管理，校园网一般是由路由器将网络按部门划分为多个物理子网，这样就能屏蔽各个子网间的广播，减少不必要的带宽浪费，从而提高网络性能，同时也方便校园网管理员的管理工作。

二、下一化数字化校园网多子网中的DHCP服务功能实现

在校园网中，有多个子网，要实现多子网地址分配可以借助DHCP的中继代理功能实现, 而作为中继代理的设备可以是一台提供中继代理程序的Windows 2000服务器或以上版本或符合RFC1542规定, 并具备DHCP/BOOTP转接代理功能的路由器。在校园网子网中，每个子网都由多台客户机组成，每台客户机都是通过IP地址和其他客户机通信。客户机是通过广播从DHCP服务器获得IP地址的。当某个子网没有DHCP服务器，而该子网的客户机广播又无法通过路由器转发到其他子网中，那么该子网的DHCP客户机就无法获得IP地址了。客户机的IP地址由以下三种方法获取：

1、在每个子网中配置自己的DHCP服务器从而自动分配IP地址。DHCP客户机所发出的IP地址租用的广播请求无法通过普通的路由器，为此，可以为每子网分别配置一台或多台DHCP服务器，由它为本子网中的DHCP客户机分配IP地址，各个子网通过普通路由器互相通信。缺点是如果子网的数量较多时，则需要配置较多的DHCP服务器，增大了管理员的负担。

2、利用RFC 1542路由器作为中继代理功能。如果希望一个子网中的DHCP客户机可以把自己的IP地址租用的广播请求发送给另一个子网中的DHCP服务器，则可以使用RFC1542路由器来代替普通的路由器。

3、创建具有DHCP中继代理功能的服务器。在没有DHCP服务器的子网中设置一台计算机作为DHCP中继代理，与它在同一个网络中的主机将申请IP地址的请求发送给中继代理，由DHCP中继代理与DHCP服务器联系，然后再将获得的IP地址发送给请求的主机。子网中一台计算机要作为DHCP服务器中继代理必须具备下面两个条件：（1）操作系统必须是Windows 2000 Server以上版本；（2）DHCP中继代理本身必须具有静态IP地址。如图一所示。

图一 具有DHCP中继代理功能的服务器

三、下一化数字化校园网服务器中继代理功能的IP地址分配解决方案

利用服务器DHCP中继代理功能，既可以把DHCP客户机的IP地址租用请求转发给另一个局域网中DHCP服务器，同时又把广播流量限制在客户机所在的局域网内。对网络性能的提高，有较大的优势。在图一所示的网拓扑图中,在汇聚层X、Y、Z交换机上分别划分3个VLAN,核心层交换机划一个VLAN接DHCP服务器,它们的IP地址分配见表一。

表一　VLAN划分和所对应IP地址分配表

下面图二为交换机Ａ配置DHCP中继的步骤，交换机Ｂ和Ｃ也作类似配置。

图二　交换机X配置DHCP步骤

图三为在DHCP服务器创建9个作用域并激活,分别对应X、Y、Z交换机上各自的VLAN2、Vlan3、Vlan4,接入层客户端的机器只需将TCP/IP参数设成自动获得,即可实现IP地址的全自动配置。

图三 DHCP服务器的配置

结论：在下一代校园网建设中，为了提高部门之间的共享资源，我们可以采用DHCP服务技术来管理各部门IP地址的动态分配，能取得良好的运行效果，能大大减轻网管人员的工作强度，使网管人员从繁琐的IP地址分配和回收的工作中解脱出来，同时也杜绝了因人为分配IP而造成的IP错误或冲突，使得下一代数字化校园网的性能也得到了真正的实质性的提升。

参考文献：
[1] 陈旗《DHCP中继代理在多子网网络中的应用》 实验科学与技术2006年8月第4期
[2]李冰《探讨DHCP服务在网络中的应用》太原城市职业技术学院学报2006年第2期
[3] 王东 《DHCP服务在园区网络中的应用》重庆科技学院学报(自然科学版)2007年9月
[4]侯光奎 《分发挥子网掩码的功能》　网络通讯与安全