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1、Sichuan University of Media and Communications 四川传媒学院 论文题 目： DHCP工作原理教学设计 专 业： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 摘要DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol），即动态主机配置协议。它是TCP/IP协议簇中的一种，通常被应用在大型的局域网络环境中，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态的获得IP地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率，避免了TCP/IP网络中地址的冲突，同时大大降低了工作负担。把生活中的例子与DHCP原理的工作过程结合起
2、来，并以传统的图形辅助来讲解，再以扁平化，风趣幽默的动画视频作为辅助学习，视频主要用Adobe Flash；Adobe After Effects；Adobe Premiere；Adobe PhotoShop；Adobe Audition等软件制作而成，最后采用独自完成习题的方式来检测学习理解情况。用传统的方式来详细讲解DHCP工作原理，用视频对重点知识点加深记忆。AbstractDHCP Chinese name is a dynamic host configuration protocol. It is a kind of TCP / IP protocol suite, is usua
3、lly applied in large local area network (LAN), a major role is centralized management, IP address allocation, obtain IP address, DNS server address information to network environment host dynamics, and can promote the rate of use of address, and avoid the conflict of the TCP / IP network address, an
4、d greatly reduce the burden of work.The life examples and DHCP principles together, and the traditional graphics aided to explain, again to flatten, humorous animation video as a supplementary learning, video is mainly used Adobe Flash; produced by Adobe After Effects; Adobe Premiere; Adobe Photosho
5、p; Adobe Audition and software. Finally, the alone to complete the exercises to test learning and understanding of the situation. In the traditional way to explain the principle of DHCP, with video focus on knowledge points to deepen memory.1 引入主题传统的课程讲授，都是使用PPT等课件来作为主要讲课工具，用图形的形式表现DHCP工作原理的几个过程。一般都
6、是理论的讲解DHCP协议，把DHCP的工作原理逻辑的划分为几个阶段，客户端请求IP，服务器回应请求，客户端选择IP，服务器确认租约，租约更新和地址释放几个阶段。分别用相应的图像来直观的展示出来。我们把传统的辅助教学课件和视频结合在一起，来加深DHCP的理解，在欣赏的同时达到学习理解的目的。1.1 结合生活实例“DHCP是什么呢？说个我们生活中的例子。一个房客在网上看到房主发的租房信息，便向各个房主发送消息，想进一步了解这个房子，各个房主收到这个房客的消息后，都回复愿意与房客当面协商，房客收到回复后，在多个房主中选择自己中意的房子，并与房主签订租赁合同。我们把租房的整个过程假想为DHCP工作原理
7、的整个过程，把房主作为DHCP服务器，把房客作为DHCP客户端。”通过房主与房客的租房过程来引出DHCP的工作原理过程。趁热打铁，用银行办理业务的过程，再次简述DHCP的工作原理过程。“我们把自己去银行办理业务作为DHCP工作原理的过程。而在这个简单的过程，我们把银行作为DHCP服务器，把需要办理业务的人作为DHCP网络客户端，那么整个过程就可以看做是，办理业务的人（客户端）向银行（DHCP服务器）发出申请，自己要办理业务，银行（DHCP服务器）收到你的申请，并给你一个排队号（DHCP服务器回复），你拿到排队号，等待办理业务，当银行提示到自己时，自己去业务窗口出示排队号（客户端再次发出申请），
8、银行受理业务（DHCP服务器分配IP信息）。”2 课程安排2.1介绍DHCP的工作机制，服务器与客户端DHCP的工作机制在DHCP协议的使用中，首先必须要做的就是架设一台DHCP服务器（很多时候用该网络中的路由器充当DHCP服务器）。然后就是在相应的DHCP服务器上设置所要分配的IP地址、子网掩码等。为了保证DHCP服务器分配给客户端的IP地址可以正常使用，DHCP服务器或者客户端必须具备以下功能：DHCP服务器：在DHCP服务器给客户端分配IP地址时，DHCP服务器会向各个网络中的客户端发送ICMP回送请求包，并确认没有客户端作出回应。DHCP客户端：从DHCP服务器获得DHCP服务器分配的
9、IP地址信息后，向相应的DHCP服务器发送ARP请求包，并确认没有应答。在DHCP服务器进行自动分配IP地址前，做以上的操作，虽然耗费时间，却可以为IP地址分配减少一定的麻烦。2.2 DHCP工作原理讲解以传统的讲解为主，视频为辅，两者结合起来讲解。把DHCP工作原理逻辑的划分，结合简单的图形，并在图形上标明重要过程，展示出来更加的形象，具体。首先，网络管理员在DHCP服务器上设置可以分配的IP地址、子网掩码以及默认路由。DHCP工作原理逻辑过程：图 2.1 DHCP工作原理图图 2.2 DHCP工作原理视频截图2.3 DHCP工作原理逻辑过程2.3.1发现阶段 DHCP客户机第一次接入到网络
10、中，如果客户机上没有IP信息，它就会向网络发出DHCPDISCOVER数据包，因为客户端还不知道自己属于哪个网络（如同房客不知道寻找哪些房主租房子），所以为保证服务器数据能够接收到请求，数据包源地址设定为0.0.0.0，而目的地址为255.255.255.255，并且附上DHCPDISCOVER的信息，在网络中进行广播（房客向暂定的多名房主发送“想租房子”的消息）。图 2.3 广播DHCPDISCOVER包图图 2.4 租用请求报文阶段视频截图2.3.2提供IP租用地址阶段DHCP服务器提供IP地址的阶段。DHCP服务器接收到客户端的DHCPDISCOVER报文后（房主收到了房客发的“想租房子
11、”的消息），就从IP地址池中选择最前面的一个尚未分配的IP地址分配给客户端，向该客户端发送包含租借的IP地址和其他配置信息的DHCPOFFER包（同意租房，以及房子的相关信息一同发给房客）。图 2.5 回复DHCPOFFER包图图 2.6 DHCP回应IP租用提供报文阶段视频截图2.3.3选择IP地址客户端选择IP阶段。网段中如果存在多个DHCP服务器，这些服务器都向同一个客户端发送DHCPOFFER包，客户端会选择最先收到的DHCPOFFER包对应的DHCP服务器，并使用该服务器分配的地址信息。然后用广播的形式向DHCP服务器发送DHCPREQUEST包回应。当其他DHCP服务器收到客户端广
12、播的DPCPOFFER包后，会释放已经OFFER（预分配）给客户端的IP地址。（房客选择了多名房主，分别向他们发送了“想租房子”的消息，而每个收到这个消息的房主都回复了房客，房客收到各个房主发的房子的相关信息后，从中选择符合自己要求的房子，并向相应的房主发送消息“我准备租你的这间房子”）图 2.7 广播DHCPQUEST包图图 2.8 客户选择IP租用报文阶段视频截图2.3.4 DHCP服务器确认阶段当DHCP服务器接收到客户端发送的DHCPRQUEST包后，会向该客户端发送DHCPPACK包，告知客户端可以使用它，其中包含服务器分配给当前客户端的IP地址和其他配置信息。客户端接收到DHCPA
13、CK包后，客户端会使用服务器分配的IP地址和配置参数。即客户端续租IP地址。（房主收到房客发的“我准备租你的这间房子”的消息后，同意出租，并与房客签订相应的租赁合同。内容包括，租金，出租时间等信息）图 .9 广播DHCPPACK包图图 2.10 DHCP服务器发出IP租用确认报文阶段视频截图2.4 DHCP租约更新每个被DHCP服务器分配的IP地址会有一个生命周期，期满后服务器会收回该IP地址。DHCP客户端在使用IP地址的时间到达生命周期的一半时，会向DHCP服务器发送DHCPREQUEST包来更新IP地址的租约时间DHCP服务器收到DHCPREQUEST包后，在确认IP地址有效的情况下会向
14、客户端发送DHCPPACK包更新IP地址的租期。如果发送的DHCPREUQEST中的客户端IP地址信息与服务器分配给它的IP地址不一致，服务器会重新发送DHCPACK来修改该客户端的IP地址。图 2.11 DHCP租约更新图图 2.12 租约更新视频截图2.5 DHCP客户端IP地址释放DHCP客户端释放IP地址。如果在生命周期内客户端不再使用DHCP服务器分配到IP地址，则会主动向DHCP服务器发送DHCPRELEASE包，同时将自己的IP地址设为0.0.0.0 。DHCP服务器接收到DHCPRELEASE包后，会释放该地址（租房的时间结束前，房客没有再次向房主签订租期合同，则不能再次租用该
15、房子）。图 2.13 IP地址释放视频截图表格 2.1 数据包类型表序号数据包名称抽象对象作用1DHCPDISCOVER“想租房子”客户端向网络广播寻找可使用的DHCP服务器2DHCPOFFER“同意出租”DHCP服务器回应客户端，并发送配置信息3DHCPREQUEST房客向选择好的房主发送消息客户端发给DHCP服务器的数据包，告知网络中的DHCP服务器自己选择的服务器，及接受该台服务器的配置信息，拒绝使用其余的服务器配置信息。并在服务器上做相应记录。4DHCPDECLINE“我选择你的房子”客户端发给服务器告知此地址已被客户端使用5DHCPACK房子的信息服务器发给客户端的配置信息6DHCPNAK租赁合同时间服务器发给客户端告知该客户端使用的地址无效或者租期
