CN101002427A - 用于动态设备地址管理的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

维持网络设备与网络管理系统(NMS)之间的当前网络地址，使得能够在多个网络设备上进行集中式的配置控制。具有动态可变的网络地址的网络设备将地址更新提供给监听器系统，监听器系统维持关于设备名的当前IP地址的数据库。网络设备经由监听器网络地址和第一预定端口与监听器系统通信。应当前网络地址的请求，NMS经由第二预定端口将设备名提交到监听器系统。在解析来自与唯一的MAC地址关联的设备名的当前网络地址之前，监听器系统可选地检查本地主机文件和/或DNS服务器。当由NMS请求或NMS针对地址改变的即时通知而登记时，则监听器系统将当前网络地址提供给NMS。

Description

用于动态设备地址管理的方法和系统
技术领域
网络管理系统(NMS)典型地包括软件程序，该软件程序使网络管理员集中式地配置通常由企业使用的多个网络设备，诸如路由器、虚拟专用网(VPN)网关、负载均衡器、防火墙等。NMS通常在中央计算设备上运行，但经常可从远程计算设备接入。网络管理员通常通过输入每个网络设备的静态网际协议(IP)地址来以网络设备的列表配置NMS。可选地，网络管理员能输入唯一的设备名(有时称作主机名)，以及能依赖标准化的域名系统(DNS)服务器以解析来自唯一设备名的静态IP地址。任何对静态IP地址的改变实际上包括对主机名分配的改变，其通常通过DNS服务手动地输入并且被传播到相关的DNS服务器。
通常除了经被授权的网络管理员，NMS不允许对网络设备列表中的静态IP地址或设备名做出任何改变。但是，现在的一些网络设备能使用动态改变的IP地址，其能提高每个网络设备的安全性。许多互联网服务提供商(ISP)将IP地址动态地分配给客户端计算设备，该客户端计算设备仅在一个通信会话期间有效。当与先前的客户端计算设备的通信会话结束时，接着ISP可针对另一个客户端设备重新使用同一个IP地址。但是在ISP和/或其他企业内部，诸如路由器、防火墙等的网络设备过去并不需要动态IP地址。随着网络使用的增长，一些大企业具有的这类网络设备的数量日益增大，其可能导致用尽由企业使用的静态IP地址。大量的网络设备能通过NMS来容易地管理。但是，修改NMS以允许自动更新NMS列表是昂贵的，并且可能引入可影响整个企业网络安全性的接入入口(doorway)。动态DNS服务器能解析动态IP地址，但是通常要求手动配置多个事务签名密钥和区文件(zone file)，这对于利用NMS管理多个网络设备来说是不实用的。
附图说明
图1示出根据本发明的一个实施方式的示例性服务器的功能框图；
图2是示出本发明的一个示例性实施方式的总体结构的功能框图；
图3是示出在网络设备上运行的代理处理的示例性逻辑的流程图；
图4是示出监听器处理的示例性逻辑的流程图。
具体实施方式
将在下文中参考附图对本发明进行更全面的描述，所述附图形成本发明的一部分，以及其通过说明的方式示出特定的示例性实施方式，本发明通过该实施方式得以实行。本发明可以多种不同的方式实施并且不应理解为限于在此提出的实施方式；相反，所提供的这些实施方式使得本公开将是彻底的和完整的，并且将向本领域技术人员全面地传达本发明的范围。其中，本发明可以被实施为方法或设备。因此，本发明可以采用完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式或结合软件和硬件两个方面的实施方式的形式。因此，下文的详细描述不是限制意义上的描述。
贯穿本说明书，术语“连接”的意思是在被连接着的事物之间的直接连接，没有任何的中间设备或组件。术语“耦合”的意思是在连接着的事物之间的直接连接，或通过一个或多个无源或有源的中间设备或组件间接连接。所述“一个”、“一种”以及“所述”的意思包括复数的含义。“在...以内”的意思包括“在...以内”以及“在...以上”。
简要地说，本发明涉及使得NMS确定可以具有动态改变的网络地址的一个或多个设备的当前网络地址的系统和方法。
图1示出根据本发明的一个实施方式的示例性服务器10的功能框图。可以类似地配置客户端设备。服务器10可以包括比那些所示组件更多的组件。但是，所示出的组件足以公开用于实施本发明的一个说明性实施方式。
服务器10包括处理单元12、视频显示适配器14以及大容量存储器，所有这些经由总线22相互通信。大容量存储器通常包括RAM16、ROM 30以及一个或多个永久性大容量存储设备，诸如光驱动器26、硬盘驱动器28、磁带驱动器和/或软磁盘驱动器。大容量存储器存储用于控制服务器10的操作的操作系统50。可以使用任何通用操作系统。还为控制服务器10低级别操作提供了基本输入/输出系统(“BIOS”)32。服务器10能经由网络接口单元20a和20b与互联网或一些其他的通信网络通行通信，构造所述网络接口单元以便结合包括传输控制协议/网际协议(TCP/IP)的各种通信协议来使用。网络接口单元20a和20b有时被称为收发器、收发设备、网络接口卡(NIC)等。服务器10还包括用于与外部设备通信的输入/输出接口24，所述外部设备诸如在图1中未示出的鼠标、键盘、扫描仪或其他输入设备。
上文所描述的大容量存储器示出了另一类型的计算机可读介质，即计算机存储介质。计算机存储介质可以包括在任何方法或技术中实施的易失性、非易失性、可移动以及不可移动介质，从而存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息。计算机存储介质的例子包括RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光存储器、磁带盒、磁带、磁盘存储器或其他磁存储设备、或可以用来存储所期望的信息并可以通过计算设备访问的任何其他介质。
大容量存储器还存储程序代码和数据。将一个或多个应用58加载进大容量存储器并在操作系统50上运行。应用程序的例子包括数据库程序、调度程序、代码转换器、电子邮件程序、日历、web服务、字处理程序、表格程序等等。大容量存储器还可以包括诸如用于解析客户端设备地址的解析器54的应周，以及用于与客户端设备通信的服务器/接收机56的应用等。
图2是示出了本发明一个示例性实施方式的整体结构的功能框图。NMS 60使得网络管理员能够对任意数目的网络设备80a到80n集中式地维护配置控制，使得所述网络管理员不需要单独地配置和/或单独地重新配置网络设备。NMS 60还能使网络管理员监控网络设备的状态、生成报告以及执行其他网络管理操作。NMS 60还包括应用程序、服务器等等。只要NMS 60知道任何给定的网络设备的当前IP地址，则NMS 60提供用于网络管理员配置和管理所述网络设备的用户接口。
如果NMS 60不具有给定的网络设备的当前IP地址，则NMS 60与监听器70通信，该监听器维持当前的IP地址。监听器70 NMS 60可以包括应用程序、服务器等。监听器70包括解析器72，所述解析器从NMS 60接收请求并为给定的网络设备名确定当前的IP地址。解析器72可以包括远程方法调用(RMI)服务器等。相应地，NMS60可以实现为RMI客户端等。解析器72与数据库74进行通信，该数据库74存储设备名、对应的当前的IP地址、对应的MAC地址以及其他数据。
数据库74还与服务器/接收机76通信，以存储更新的IP地址和来自网络设备80a到80n的其他数据。服务器/接收机76可以实施为TCP服务器等。在任何情况下，服务器/接收机76与在每个对应的网络设备80a到80n上运行的代理82a到82n通信。代理82a到82n可以包括TCP代理等。代理将更新的IP地址以及其他信息发送到服务器/接收机76，其将数据存储在数据库74内并能将更新的数据自动地通知NMS 60。
图3是示出了运行在网络设备上的代理处理的示例性逻辑的流程图。在操作100处，网络管理员或其他用户配置用于与监听器通信的代理。例如，用户设置网络设备以使用动态IP地址并且输入唯一的设备名。用户还输入监听器的IP地址和端口号，通过IP地址和端口号，网络设备可以与监听器通信。所述用户还可以设置轮询间隔，网络设备将在所述轮询间隔以网络设备当前的IP地址和/或其他信息更新监听器。其他配置参数可以包括安全设置、日志设置等。
在操作102处，代理将它的配置信息传递给所述监听器。例如，代理加密并发送包括网络设备的当前IP地址、设备名、MAC地址、时间戳和/或其他数据的数据分组。代理可以使用任何加密算法，例如具有共享密钥的三重数据加密标准(DES)算法，该共享的密匙是使用MAC地址作为到散列消息验证码消息摘要5(HMACMD5)算法的输入所产生的。然后在判定操作104处，代理等待它的预置轮询间隔终止。接着在操作106处，如果所述网络设备的IP地址已经动态地改变，则代理将具有更新的IP地址的数据分组发送到监听器。可选地，或附加地，代理可以在一个事件后发送更新，所述时间例如在操作108处重新连接到网络、在操作110处重新启动和/或其他事件。
在判定操作112处，代理检查来自监听器的响应码以确定监听器是否成功地接收有效的分组。如果所述分组是无效的和/或在所述通信中发生错误，则在操作114处，代理可以再次尝试、发出警告、记录该错误和/或采取其他的恢复动作。
图4是示出了监听器处理的示例性逻辑的流程图。在操作120处，网络管理员或其他被授权的用户配置监听器以用于与网络设备以及NMS通信。例如，网络管理员输入监听器的IP地址，在该IP地址处网络设备和NMS可以连接监听器。监听器的IP地址通常保持静态的IP地址，但该地址可以被手动地和/或动态地改变。可以将对监听器IP地址的改变发送到NMS，其可用于成批地重新配置网络设备。当配置监听器时，网络管理员定义NMS端口号，NMS将通过NMS端口号与监听器进行通信。类似地，网络管理员定义设备端口号，网络设备将通过设备端口号与监听器进行通信。网络管理员还可以定义监听器在一个端口将支持的最大设备连接数目和/或其他配置参数。其他配置参数可以包括安全设置、日志设置等。
在操作122处，监听器经由NMS端口号初始化与NMS的通信，以及能登记NMS以便无论何时网络设备改变IP地址或其他参数时自动地回调(callback)以更新NMS。在配置和初始化NMS以后，监听器准备从网络设备和/或NMS接收消息。
在判定操作124处，监听器的服务器/接收机检测来自现有的或新的网络设备的输入数据分组。接着在判定操作126处，监听器确定所述数据分组是否有效和/或源是否可靠。例如，监听器确定所接收到的分组是否由监听器正确地解密。如果解密成功，则监听器检查数据的其他方面。例如，监听器确定在分组报头编码的MAC地址是否匹配于数据分组主体内的MAC地址。监听器还确定另一个网络设备是否已经由监听器利用相同的MAC地址和/或相同的设备名进行了登记。监听器可能仅仅因为太忙而无法在当前时间处理接收到的数据分组，和/或因为可能检测出一些其他的未知错误。在其中任何一种情况下，错误的响应码将返回到发送数据分组的网络设备。
如果没有找到数据分组的错误，则在操作128处，监听器将分组信息存储进监听器数据库。如果将NMS向监听器登记以便从监听器接收即时更新，则在操作130处，监听器的服务器/接收机经由回调向NMS通知新的网络设备信息。如果更新成功，则在操作132处，监听器返回给网络设备成功的响应码。如果找到错误，则不执行上述的存储和回调操作，并且作为代替，在操作132处将错误码返回给网络设备。
当NMS请求来自监听器的当前信息时，从网络设备接收到的更新用于向NMS提供当前信息。在判定操作136处，监听器的解析器检测来自NMS的请求。来自NMS的请求包括网络设备的设备名，而NMS针对该设备名而期望当前信息。在可选的判定操作138处，监听器使用设备名以执行针对期望的网络设备的IP地址的本地主机文件和/或DNS服务器的常规检查。如果借助于通过常规本地主机文件和/或DNS服务器获得的IP地址而在监听器和网络设备之间成功地进行了通信检查，则在可选操作140处，监听器将IP地址返回给NMS。
但是，如果借助于通过常规的本地主机文件和/或DNS服务器获得的IP地址，在监听器和网络设备之间进行地通信检查失败，则调用解析器以基于设备名来解析当前IP地址。可省略常规检查。可选地，可以利用一个标记将常规检查旁路，该标记指示网络设备使用动态设置的IP地址。当常用检查失败或未使用的时候，在操作142处，解析器通常执行监听器数据库内的查找，以确定与给出的设备名关联的当前IP地址。可基于设备名、MAC地址和/或与网络设备关联的其他数据使用可选的解析器方案。一旦监听器向NMS发送期望的网络设备的当前IP地址，则监听器返回到等待来自网络设备的新的更新或来自NMS的新请求。
上述说明书、示例以及数据提供制造以及使用本发明组成的完整描述。因为在未脱离本发明的精神和范围的情况下可以形成本发明的多种实施方式，所以本发明存在于下文所附的权利说明书中。

Claims (20)

1.一种用于在网络中维持与设备通信的方法，包括：
将第一网络地址与设备的设备名关联，所述设备的网络地址可动态地改变；
用第二网络地址替换所述第一网络地址，使得所述第二网络地址与所述设备名关联；以及
使网络管理系统能够基于所述设备名接入到所述第二网络地址，其中将所述网络管理系统配置为经由网络与多个设备通信，以使得用户设置多个设备的通信参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中可以从远程位置接入到所述网络管理系统。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述设备名与媒体接入控制(MAC)地址关联。
4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述设备配置为经由预定的端口与NMS通信，并且所述设备包括防火墙、虚拟专用网网关、路由器以及负载均衡器中的一个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中替换所述第一网络地址动态地发生，而不首先通知所述NMS。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括登记所述NMS以便自动地接收与所述设备关联的所述第二网络地址的通知。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
接收来自所述设备的所述第二网络地址；以及
自动地向所述NMS通知与所述设备关联的所述第二网络地址。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述NMS接收对所述第二网络地址的请求；
尝试利用主机文件和域名系统中的至少一个来确定所述第二网络地址；以及
如果不能用所述主机文件和所述域名系统中的至少一个来确定所述第二网络地址，则基于所述设备名解析所述第二网络地址。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
从所述设备接收包括所述第二网络地址的信息；以及
验证所述消息的以下多项中的至少一项：
所述消息的成功解密，
有效的设备名，
消息报头内的MAC地址和消息主体内的MAC地址之间的匹配；以及
没有所述MAC地址与另一个设备的双重关联。
10.一种存储指令的计算机可读介质，该指令使得计算机执行以下操作：
将第一网络地址与设备的设备名关联，所述设备的网络地址可动态地改变；
用第二网络地址替换所述第一网络地址，使得所述第二网络地址与所述设备名关联；以及
使网络管理系统能够基于所述设备名接入到所述第二网络地址，其中将所述网络管理系统配置为与多个网络设备通信，以使得用户设置多个网络设备的通信参数。
11.一种用于维持与网络中的设备进行通信的系统，包括：
处理器；
通信接口，其与所述处理器通信并且使得经由网络与多个设备通信；以及
存储器，其存储使得所述处理器执行多个操作的指令和数据，所述操作包括：
将第一网络地址与设备的设备名关联，所述设备的网络地址能动态地改变；
用第二网络地址替换所述第一网络地址，使得所述第二网络地址与所述设备名关联，以及
使网络管理系统能够基于所述设备名接入到所述第二网络地址，其中将所述网络系统配置为经由所述网络与所述多个设备通信，以使得用户设置所述多个设备的通信参数。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述设备名与媒体接入控制(MAC)地址关联。
13.根据权利要求11所述的系统，其中将所述设备配置为经由预定的端口与所述NMS通信，并且所述设备包括防火墙、虚拟专用网网关、路由器和负载均衡器中的一个。
14.根据权利要求11所述的系统，其中所述设备名与媒体接入控制(MAC)地址关联。
15.根据权利要求11所述的系统，其中替换所述第一网络地址动态地发生，而不首先通知NMS。
16.根据权利要求11所述的系统，其中所述指令还使得所述处理器执行登记所述NMS的操作，以自动地接收与所述设备关联的所述第二网络地址的通知。
17.根据权利要求11所述的系统，其中所述指令进一步使得所述处理器执行以下的操作：
从所述NMS接收对所述第二网络地址的请求；
尝试利用主机文件和域名系统中的至少一个来确定所述第二网络地址，以及
如果不能用所述主机文件和所述域名系统中的至少一个来确定所述第二网络地址，则基于所述设备名解析所述第二网络地址。
18.根据权利要求11所述的系统，其中所述指令还使得所述处理器执行以下的操作：
从所述设备接收包括所述第二网络地址的消息；以及
验证所述消息的以下多项中的至少一项：
所述消息的成功解密，
有效的设备名，
消息报头内的MAC地址和消息主体内的MAC地址之间的匹配；以及
没有所述MAC地址与另一个设备的双重关联。
19.一种用于维持由网络管理系统(NMS)控制的计算设备的当前网络地址的方法，所述方法包括：
将所述计算设备配置为与在与监听器系统关联的预定网络地址处的监听器系统通信，其中与所述计算设备关联的设备名保持固定，而与所述计算设备关联的网络地址可动态地改变；
确定所述计算设备从第一网络地址到第二网络地址的网络地址的改变；以及
经由所述预定的网络地址向所述监听器系统提供所述第二网络地址，其中所述第二网络地址由所述NMS使用，以与所述计算设备通信。
20.根据权利要求19的方法，其中所述计算设备经由传输控制协议代理与所述监听器系统通信。
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