DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) 讓網路裝置自動獲取 IP 位址、子網路遮罩、閘道、DNS 等參數，消除手動配置錯誤與 IP 衝突，是現代區域網路不可或缺的基礎設施。本文涵蓋運作原理 (四階段交互)、租約機制、BOOTP 相容、伺服器安裝配置 (範圍/排除/保留/選項)、客戶端設定 (Win9x/NT/DOS)。
一、DHCP 核心概念與優勢
- 動態機制：用戶端啟動請求位址，中央資料庫統一管理。
- 優勢：免記憶無規律 IP、解決 IP 不足 (動態回收)、杜絕重複 IP、消除手工輸入錯誤。
二、位址分配兩種模式
| 模式 | 行為 | 適用場景 |
|---|
| 自動分配 | 首次租約成功後永久佔用該 IP (以 MAC 綁定) | 固定工作站、列印伺服器、需固定 IP 設備 |
| 動態分配 | 租約到期收回重派，用戶端 50% 租期續約 | 流動裝置、筆電、臨時接入、IP 稀缺環境 |
動態分配解決 IP 不足：C 類網僅 254 可用 IP，若 300 台裝置但非同時在線，動態分配即可支援。
三、DHCP 與無盤工作站 (BOOTP 相容)
- BOOTP (BootStrap Protocol)：提供 IP + 啟動檔案位置 (TFTP 伺服器)，無租約概念，MAC-IP 靜態綁定。
- DHCP 為 BOOTP 超集，支援 BOOTP 用戶端請求。Win9x 無盤站不支援 BOOTP，但可透過 DHCP 獲取 IP；NT 4.0 SP2+ 支援 BOOTP 用戶端。
四、DHCP 四階段交互流程 (首次啟動)
- DHCPDISCOVER (廣播)：用戶端初始化 TCP/IP，廣播尋找 DHCP 伺服器。
- DHCPOFFER (廣播回應)：伺服器從未租用池挑選 IP，回應含 MAC、子網路遮罩、租期、閘道、伺服器 IP。多台伺服器均回應，用戶端採納首個收到者。
- DHCPREQUEST (廣播)：用戶端 ARP 掃描確認 IP 未被佔用 → 廣播宣告接受特定伺服器的 Offer。其他伺服器收回 Offer。
- DHCPACK (廣播)：被選伺服器確認，廣播最終 ACK 含完整配置參數。
五、後續啟動 (續約流程)
- 不再發 DISCOVER，直接單播
DHCPREQUEST 含原 IP。
- IP 有效 → 伺服器回
DHCPACK 更新租期。
- IP 無效 (租期過期/被他用) → 伺服器回
DHCPNACK → 用戶端重發 DISCOVER。
- 用戶端每 50% 租期 嘗試續約；失敗繼續嘗試至 87.5% 租期，最終釋放 IP 重新尋址。
六、DHCP 伺服器安裝與配置 (Windows NT 4.0/2000/2003)
1. 規劃考量
- 單一子網 vs 多子網 (需 DHCP Relay Agent / 多重位址伺服器)。
- 多伺服器負載平衡與容錯：分割 IP 池 (Split Scope) 避免衝突，各管 50-80% 範圍。
- 伺服器自身需靜態 IP；與 WINS/DNS 同機或分離視效能而定。
2. 安裝步驟
- 控制台 → 網路 → 服務 → 新增 → 「Microsoft DHCP Server」。
- 指定安裝來源路徑 → 完成 → 提示「必須給 DHCP 伺服器靜態 IP」 → 確定 → 重開機。
3. 管理主控台操作 (DHCP Manager)
- 建立範圍：範圍 → 建立 → 起始/結束 IP (如 192.168.1.100-200)、子網路遮罩 → 確定 → 啟用。
- 排除範圍：範圍內保留給靜態設備 (印表機、路由器) 的 IP，不納入動態池。範圍屬性 → 排除 → 新增範圍。
- 租期設定：預設 3 天；流動環境可縮短 (8-24 小時)，穩定環境可延長 (7-30 天)；「無限制」即自動分配模式。
- 保留位址：MAC 綁定固定 IP (如印表機、WWW 伺服器)。範圍 → 新增保留 → IP、MAC (唯一識別碼)、名稱、註解。實現 DHCP+DNS/WINS 融合。
- 查看租用：範圍 → 作用中租用 → 即時顯示用戶端 IP、MAC、到期時間。
- 配置選項：003 路由器 (閘道)、006 DNS 伺服器、015 DNS 網域名稱、044/046/047 WINS 伺服器/節點類型。範圍/全域/類別/用戶端四層級繼承覆蓋。
七、客戶端配置
| 作業系統 | 設定路徑 | 關鍵選項 |
|---|
| Windows 9x | 網路鄰居屬性 → TCP/IP → IP 位址分頁 | 「自動取得 IP 位址」 |
| Windows NT/2000/XP/2003 | 網路連線 → 區域連線屬性 → TCP/IP 屬性 | 「自動取得 IP 位址」 |
| DOS 有盤工作站 | Protocol.ini [TCPIP] 區段 | DisableDHCP=0 (或安裝時 Disable Automatic Configuration=0) |
| DOS 開機磁碟 | 製作開機磁碟時 TCP/IP 設定 | 允許自動配置 DHCP → DisableDHCP=0 |
八、故障排除快速參考
- 用戶端拿不到 IP → 檢查伺服器服務啟動、範圍啟用、Relay Agent (跨子網)、防火牆 UDP 67/68。
- IP 衝突 → 排除範圍未涵蓋靜態 IP、多伺服器範圍重疊、用戶端手動設定衝突。
- 租期過短導致頻繁續約流量 → 調整租期、檢查用戶端 50% 續約邏輯。
- DNS/WINS 未更新 → 確認選項 044/046/047、啟用 DHCP-DNS 動態更新 (Win2K/2003)。
DHCP 看似簡單，實則關係網路存取基石。規劃良好的範圍分割、保留策略、選項推送、Relay Agent 部署，配合定期匯出資料庫備份 (jetpack / compact)、監控租用率告警，才能確保企業網路穩健運作。
