私が作ったsambaファイルサーバーでファイル共有は…
・sambaがファイルサーバー(smbd)兼マスタブラウザ(nmbd)
・クライアントはWinXPPro/2000/98混在
・WINSサーバは立てていない
・lmhostsファイルはいじらない(例外PCを除く)
・winbindは使っていない
こんな感じ。
これを踏まえて…

> hostname を教えているのは誰なのだろう。

たぶんマスタブラウザ。
ただ、各クライアントもキャッシュしている感じ。

あと、マスタブラウザになれるマシンが複数いる状態で、
マスタブラウザなマシンを切ってしまうと他のマシンがマスタブラウザになる。
そして、マスタブラウザになる優先順位は決まっている。
(Windowsバージョンの新しい奴が優先順位が高い)

> _DHCP とか、DNSか、 _WINS とか、 _NBT （NetBIOS over TCP/IP） とか、そのへんが関係してるのだろうけど。

というわけで、DHCPもDNSもWINSも私の場合は関係なし。
NBTは関係あるけどコンピュータ名を意識するぐらいかな。

> _Windows 2000/XP の DNS キャッシュ

DNSとNetBIOSの名前解決は直接的には関係ないけど、
やりたいことはもしかすると

nbtstat -R　か　nbtstat -c　かな？
nbtstatのヘルプを読むといいかも。

> hosts ファイルに記述された内容は

NetBIOS系の名前解決ならhostsファイルよりはlmhostsの方が良いかも。
私もよくわかってないけど、
http://www.atmarkit.co.jp/fwin2k/win2ktips/442hostsfile/hostsfile.html
この辺読んでみてくだされ。

> 俺がマスタブラウザになる！ つーか俺にやらせろ！ …あれえ？ なんかうまくいかないッス。テヘっ」という状態

じゃなくて、sambaより優先順位の高い奴＝WinXPが居るので
「WinXP様、どうぞマスタブラウザの席へ、ささ、どうぞどうぞ」
という状態(笑)

> OS level をどうにかすればどうにかなるのかしら。

確かそのとおり。
マスタブラウザになる優先順位はWindowsのバージョンの高いほうから順番だから、
当面の最新OSであるWinXP(Ver5.1)より新しいバージョンを
sambaに名乗らせればＯＫのはず。
ただ、私が構築していたときはむやみに新しくして失敗した
(理由は不明。別の理由で失敗してただけかもしれない。)
ので、sambaにはVer5.9を名乗らせている。


私もそうでしたけど、
「TCP/IPネットワーク」と「NetBIOSネットワーク」は「まったく別物」
という気持ちから入った方が整理できるかも。

そもそもNetBIOSのネットワークはIPアドレスなんて使わないし、
TCP/IPのネットワークはコンピュータ名とかワークグループ名なんて使わないし。

ネットワークのプロトコルが「TCP/IP」と「NetBIOS」に
わざわざ分かれているのは
まったく別物として動作するからだということで考えた方が
整理しやすいと思いますよ。
なまじ「DNSで名前解決」とか「IPアドレスであて先を指定」なんていう
知識が入っていると邪魔するかも。