实验室计算机的IP地址自动设置程序
——客户端的设计与实现
摘 要
随着互联网的普及，我们的工作、学习和生活与网络联系越来越紧密，人们搭建了许多不同的网络，如企业网、校园网和城区网等。由于采用DHCP技术动态地为主机配置网络参数，可以有效解决目前IP地址资源不足（使用内部IP）和无线网络用户的移动性等问题，并能极大地减轻大型网络管理员的工作量，减少手动配置主机网络参数的错误，有利于我们快速地搭建一个大型网络或修改其网络配置。因此，网络配置管理中越来越多地使用了DHCP服务器及技术，随着网络应用的普及和深入，其应用范围将会愈来愈广。但目前国内对DHCP技术的研究大多只限于DHCP服务器的配置问题和DHCP协议本身，很少有更深入的研究。我们在使用DHCP技术对主机网络参数进行动态地配置与管理的同时，理所当然地认定了其唯一合理性和不可取代性。我们就实验室计算机网络配置与管理为背景，研究在此特定环境下通过UDP广播分配IP（服务器）、配置IP（客户端）的问题，以此在一定程度上取代DHCP技术，对实验室计算机网络参数进行快捷有效的配置与管理。具体来讲，主要内容和工作有：
(1)介绍DHCP协议及DHCP工作原理
(2)介绍ARP协议和ARP工作原理
(3)系统的分析、设计、实现与测试
关键词：DHCP；ARP；IP配置；多线程
目 录
1 引言 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外的研究现状 2
1.3 本课题的研究意义 2
1.4 本课题的研究方法 2
2 DHCP协议与ARP协议及他们的工作原理 3
2.1 DHCP协议概述 3
2.2 DHCP工作原理 3
2.3 ARP协议概述 5
2.4 ARP工作原理 5
3 系统的分析、设计、实现与测试 6
3.1 系统的分析 6
3.2 系统的设计 6
3.3 系统的实现 11
3.4 系统的测试 20
结 论 23
参考文献 23
致 谢 24
声 明 25
1.1 课题背景
TCP/IP网络在Internet和Intranet领域中占据越来越大的比重，人们日常的工作、学习、生活正同网络日益密切地联结在一起，网络如同呼吸一样，正成为许多人赖以生存发展的工具。网络对企业有着更为重要的作用。网络这一高速的信息流动媒体，是企业内部加快物流、资金流，加快信息的流动，实现资源共享、加强企业内部管理的一个重要手段。
但是，TCP/IP网络基本是手动配置的，需要很大的工作量，必须配置的网络参数包括IP地址、子网掩码、网关地址、DNS地址。另一方面，随着笔记本电脑的普及，大量的移动用户入网时需要配置网络参数。企业内部用户因工程、项目的组合和分解，也常会变动用户计算机所在的网络。这些因素使网络具有了很强的动态性，加重了网络配置的难度。据保守的估计，对每个IP的更改都要花费大约5分钟。那么，对于一个有100节点的小网络来说，一个网络管理员要花费8个小时来做这些必要的修改。随着网络的扩展，这种工作将变得越来越难以负担，并极易发生错误。如何成功的配置这些系统，把握好对TCP/IP网络的控制权，是包括拥有企业网、校园网、公众网等的大型企业、院校、网络接入提供商(ISP)的必须认真和严肃对待的问题。
DHCP技术可以解决上述问题。网络管理员可以验证IP地址和其它配置参数，而不用去检查每个主机；DHCP服务器不会同时租借相同的IP地址给两台主机；DHCP管理员可以约束特定的计算机使用特定的IP地址；可以为每个DHCP作用域设置很多选项；客户机在不同子网间移动时不需要重新设置IP地址。正由于DHCP技术的以上优点，所以在网络中越来越多的采用了DHCP服务器来配置网络。但是，通过查阅大量的相关资料，我们发现DHCP技术在解决配置主机网络参数的问题时，也存在一定的不足。首先，DHCP不能发现网络上非DHCP客户机已经在使用的IP地址；其次，当网络上存在多个DHCP服务器时，一个DHCP服务器不能查出已被其它服务器租出去的IP地址；再次，DHCP服务器不能跨路由器与客户机通信，除非路由器允许BOOTP转发；最后，DHCP服务器的配置相对复杂、繁琐，即使是专门的网络管理人员，在配置DHCP服务器的时候也难免遇见一些难以解决的问题。针对DHCP技术在某些特定环境下的以上几点不足之处，为避免网络管理人员在配置和管理计算机网络参数的时候遇见各式各样的问题，减轻网络管理人员的负担，使其对计算机进行更方便、更快捷、更有效的配置与管理，我们研究开发了实验室计算机的IP地址自动设置程序，用以在某些特定环境下在一定程度取代DCHP技术。
