CN101075962B

CN101075962B - 在二层网络交换设备中实现dhcp中继的装置及其方法

Info

Publication number: CN101075962B
Application number: CN2007101179752A
Authority: CN
Inventors: 俞杰
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-06-26
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2027-06-26
Also published as: CN101075962A

Abstract

本发明公开了一种在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置及其方法，该装置包括：一DHCP服务表信息配置模块，用于配置VLAN的VLAN标识分别与DHCP中继代理的IP地址、DHCP服务器的IP地址之间的关联关系；一用户侧端口处理模块，用于通过用户侧端口接收DHCP客户端发送的DHCP报文，提取VLAN标识，并根据VLAN标识查找关联关系，获得DHCP中继代理的IP地址和DHCP服务器的IP地址，对DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理，再根据DHCP中继代理的IP地址选择网络侧端口输出转换处理后的DHCP报文；本发明实现不同VLAN隔离下的DHCP客户端共享一个DHCP中继代理。

Description

在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置及其方法

技术领域

本发明涉及网络交换技术，特别是涉及一种在二层(TCP/IP第二层)网络交换设备中实现DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)中继的装置及其方法。

背景技术

随着接入网对业务带宽需求的迅猛增长和数据通信技术的发展以及成本的降低，数据通信包括ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line，非对称数字用户线)/VDSL(Very High Bit Rate Digital Subscriber Line，甚高比特率数字用户线)、以太网交换机、EPON(Ethernet Based Passive Optical Network，基于以太网的无源光网络)/GPON(Gigabit-capable Passive Optical Network，千兆比无源光网络)技术以其对业务透明、寿命长、带宽承载能力大、能适应不断增长的带宽与新业务发展需求的特点，而成为接入层网络建设的重要方式。

众所周知，TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/IP(InternetProtocol，互联网协议)网络中的每个终端设备/每个用户都需要分配一个IP地址，这个IP地址可以是动态分配的也可以是静态配置的，随着宽带业务的普及，宽带用户呈指数级的递升，而IP地址段却非常有限，而宽带用户也不是永久在线的，因此往往采用PPP(Point-to-Point Protocol，点对点协议)或者DHCP协议对用户进行动态分配IP地址。

对于采用DHCP来分配IP地址的情况，一般由DHCP客户端30、DHCP中继代理40和DHCP服务器10三部分组成，见图1。其中DHCP客户端30和DHCP中继代理40处于同一个子网中，DHCP服务器10可以处于其他子网中。

DHCP封装在MAC(Media Access Control，介质访问控制)帧中，在二层以太网交换设备20中是不检查DHCP协议的，DHCP报文作为一个普通的广播报文或者单播报文在二层以太网交换设备20中被转发，二层以太网交换设备20设置有网络侧端口201、用户侧端口202，二层以太网交换设备20通过网络侧端口201向DHCP中继代理40转发报文，二层以太网交换设备20通过用户侧端口202向DHCP客户端30转发报文，DHCP客户端30与用户侧端口202相对应，但是DHCP报文仅仅在一个VLAN域内被转发，DHCP客户端30必须与DHCP中继代理40在一个VLAN内、一个子网内。随着以太网技术在宽带接入网中的应用，二层以太网交换数据设备，包括DSLAM(DSLAccess Muliplexer，数字用户线接入复用器)、EPON、GPON等等在接入网中应用非常普遍，但是在实际组网中往往采用为每一个用户分配一个VLAN的安全隔离组网模式，这样一来给DHCP协议的运用带来困难，每一个VLAN都需要接一个DHCP中继代理。同时由于虚拟运营商的出现，往往要求根据用户端口或者VLAN来划分虚拟运营商，不同的虚拟运营商需要分配不同的IP地址，因此亟待提出一种在二层以太网交换设备中实现DHCP中继的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置及其方法，用于实现不同VLAN隔离下的DHCP客户端共享一个DHCP中继。

为了实现上述目的，本发明提供了一种在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置，设置于二层网络交换设备上，所述二层网络交换设备设置有1～n个用户侧端口、1～m个网络侧端口，并通过所述用户侧端口接入DHCP客户端，通过所述网络侧端口接入DHCP服务器，且一个所述DHCP客户端对应一个VLAN，n、m均为大于等于1的整数，该装置包括：

一DHCP服务表信息配置模块，用于配置所述VLAN的VLAN标识分别与DHCP中继代理的IP地址、所述DHCP服务器的IP地址之间的关联关系；

一用户侧端口处理模块，用于通过所述用户侧端口接收所述DHCP客户端发送的DHCP报文，根据所述DHCP报文提取VLAN标识，并根据所述VLAN标识查找所述关联关系，获得所述DHCP中继代理的IP地址和所述DHCP服务器的IP地址，对所述DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理，再根据所述DHCP中继代理的IP地址选择相应的网络侧端口输出转换处理后的所述DHCP报文。

所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置，其中，所述用户侧端口处理模块还通过将所述DHCP中继代理的IP地址填入所述DHCP报文的giaddr域，将所述DHCP服务器的IP地址填入所述DHCP报文的siaddr域的方式对所述DHCP报文进行修改。

所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置，其中，还包括：

一网络侧端口处理模块，用于通过所述网络侧端口接收所述DHCP服务器传送的DHCP报文，并根据所述DHCP报文获得VLAN标识，用所述VLAN标识查询一VLAN表获得相应VLAN的端口列表，对所述DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理，并将经过转换处理后的所述DHCP报文从所述端口列表的用户侧端口输出。

所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置，其中，所述网络侧端口处理模块通过以所述DHCP报文中的Transaction标识为索引查找所述Transaction标识与VLAN标识关联关系的方式获得所述VLAN标识。

所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置，其中，所述二层网络交换设备为二层以太网交换机、DSLAM交换设备、EPON交换设备或GPON交换设备。

为了实现上述目的，本发明还提供了一种在二层网络交换设备中实现DHCP中继的方法，用于二层网络交换设备，所述二层网络交换设备设置有1～n个用户侧端口、1～m个网络侧端口，并通过所述用户侧端口接入DHCP客户端，通过所述网络侧端口接入DHCP服务器，且一个所述DHCP客户端对应一个VLAN，n、m均为大于等于1的整数，该方法包括：

步骤61，设置所述VLAN的VLAN标识分别与DHCP中继代理的IP地址、DHCP服务器的IP地址之间的关联关系；

步骤62，通过用户侧端口接收DHCP客户端传送的DHCP报文，并根据所述DHCP报文获得VLAN标识；

步骤63，根据所述VLAN标识查找所述关联关系获得DHCP中继代理的IP地址和DHCP服务器的IP地址；及

步骤64，对所述DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理，根据所述DHCP中继代理的IP地址选择相应的网络侧端口，并通过所述网络侧端口输出经转换处理后的所述DHCP报文。

所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的方法，其中，所述步骤64中，还包括：在对所述DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理时，将所述DHCP中继代理的IP地址填入所述DHCP报文的giaddr域，将所述DHCP服务器的IP地址填入所述DHCP报文的siaddr域的步骤。

所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的方法，其中，所述步骤64中，还包括对一Transaction标识与VLAN标识关联表进行填写的步骤。

所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的方法，其中，还包括从所述网络侧端口接收所述DHCP服务器传送的DHCP报文并处理的步骤，具体包括：

步骤91，通过所述网络侧端口接收所述DHCP服务器传送的DHCP报文，并根据所述DHCP报文获得VLAN标识；

步骤92，根据所述VLAN标识查询VLAN表，获得相应VLAN的端口列表；及

步骤93，对所述DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理，并从所述端口列表中的用户侧端口输出经转换处理后的DHCP报文。

所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的方法，其中，所述步骤91中，以所述DHCP报文的Transaction标识为索引查找所述Transaction标识与VLAN标识关联关系的方式获得所述VLAN标识。

本发明的有益技术效果在于：

本发明主要在二层以太网交换设备中实现了DHCP中继功能，用户侧端口允许VLAN隔离，并且网络侧端口允许有多个，能够接到多个DHCP服务器，能够通过该设备支持的多个不同的DHCP中继代理的IP地址，使得用户能够分配到不同子网段的IP地址。能够根据用户不同的VLAN ID选择不同的DHCP服务器，从而分配到不同的IP地址。

本发明应用范围广，不限于二层以太网交换设备，还可以是二层以太网交换机、DSLAM、EPON、GPON等所有以位于网络模型第二层的MAC地址作为转发依据的交换设备。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是现有技术的DHCP组网示意图；

图2是本发明的DHCP组网示意图；

图3是本发明在二层以太网交换设备中实现DHCP中继代理的装置结构图；

图4是本发明方法的用户侧端口处理流程图；

图5是本发明方法的网络侧端口处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明技术方案的实施作进一步的更详细的描述。

请参阅图2所示，是本发明的DHCP组网示意图，图3是本发明在二层以太网交换设备中实现DHCP中继代理的装置结构图。

假设图2所示的DHCP组网模式，有n台PC1～PCn30接到一个二层以太网交换设备20的用户侧端口1～n202，这些PC30分别被划分到VLAN1～n不同的VLAN内，然后通过二层以太网交换设备20的网络侧端口1～m201，接入不同的DHCP服务器10，二层以太网交换设备20支持DHCP中继功能。其中n、m均为大于等于1的整数。

图3中，二层以太网交换设备20设置有网络侧端口处理模块211、DHCP服务表信息配置模块212、用户侧端口处理模块213。

网络侧端口处理模块211主要是在网络侧端口201监听并接收从DHCP服务器10发送过来的DHCP报文，并用该DHCP报文中的Transaction ID为索引查询Transaction ID-VLAN ID关联表，获得VLAN ID，用该VLAN ID查询VLAN表获得由VLAN ID所标识的VLAN的端口列表，然后对DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理，并将经过转换处理后的DHCP报文从这个端口列表的所有用户侧端口202送出。

VLAN表记录了VLAN与用户侧端口202之间的关联关系。

DHCP服务表信息配置模块212用于通过人工方式配置VLAN ID与DHCP中继代理的IP地址、DHCP服务器10的IP地址之间的关联关系表，该关联关系表称为DHCP服务表，其中VLAN ID为索引，DHCP服务表用于保存VLAN ID分别与DHCP中继代理的IP地址、DHCP服务器10的IP地址之间的关联关系。

用户侧端口处理模块213主要用于在用户侧端口202监听并接收从DHCP客户端PC1～PCn30发送过来的DHCP报文；提取封装该DHCP报文的以太网帧的VLAN ID信息，并且以这个VLAN ID为索引查找DHCP服务表，获得DHCP中继代理的IP地址和DHCP服务器的IP地址，然后将接收到的DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理，并将DHCP中继代理的IP地址填充到DHCP报文的giaddr域，将DHCP服务器的IP地址填充到DHCP报文的siaddr域；然后填写Transaction ID-VLAN ID关联表，最后根据DHCP中继代理的IP地址选择相应的网络侧端口201将转换处理后的DHCP报文输出。

giaddr域、siaddr域用于决定由哪个DHCP服务器处理，以及DHCP服务器分配的IP地址所属的子网。

Transaction ID是DHCP报文中的一个字段，Transaction ID-VLAN ID关联表用于记录Transaction ID与VLAN ID之间的关系，其中Transaction ID是索引。

Transaction ID-VLAN ID关联表包含Transaction ID和VLAN ID两项内容，其中Transaction ID是DHCP报文中的一个域，是DHCP客户端封装DHCP报文时产生的，并且填写在DHCP报文的Transaction ID域，而且(一段时间内)不会重复的，DHCP报文到达系统进行处理时已经有Transaction ID，并且这个值不变的。关联表只是记录哪个DHCP报文(一个Transaction ID值就相当于一个报文)与哪个VLAN ID关联，这样DHCP报文到了DHCP服务器处理后返回时包含的Transaction ID仍旧是原先的值，这样就能确定从DHCP客户端到DHCP服务器的DHCP报文和从DHCP服务器回到DHCP客户端的DHCP报文是否属于一对。

本发明中，不限于二层以太网交换设备20，还可以是包含二层以太网交换机、DSLAM、EPON、GPON等所有以位于网络模型第二层的MAC地址作为转发依据的交换设备。

如图4所示，是本发明方法的用户侧端口处理流程图，该流程具体包括如下步骤：

步骤401，开始；

步骤402，在用户侧端口1～n上监听，并接收到DHCP客户端发送过来的DHCP报文；

步骤403，提取封装该DHCP报文的以太网帧中的VLAN ID信息；

步骤404，根据VLAN ID信息(以VLAN ID为索引)查找DHCP服务表获得DHCP中继代理的IP地址和DHCP服务器的IP地址；

步骤405，对接收到的DHCP报文进行DHCP中继代理报文格式化转换处理，并将查表获得的DHCP中继代理的IP地址填充到DHCP报文中的giaddr域，将DHCP服务器的IP地址填充到DHCP报文中的siaddr域；

步骤406，填写Transaction ID-VLAN ID关联表；

步骤407，根据DHCP中继代理的IP地址选择相应的网络侧端口，将该DHCP报文从该网络侧端口送出；及

步骤408，结束。

如图5所示，是本发明方法的网络侧端口处理流程图，该流程具体包括如下步骤：

步骤501，开始；

步骤502，在网络侧端口1～m监听，并接收到从DHCP服务器发送的DHCP报文；

步骤503，以Transaction ID为索引查询Transaction ID-VLAN ID关联表，获得VLAN ID；

步骤504，以该VLAN ID为索引查询VLAN表，获得该VLAN ID所标识的VLAN的端口列表；

步骤505，对DHCP报文进行DHCP中继代理报文格式化转换处理，转换成带有该VLAN ID的以太帧；

步骤506，从该VLAN的端口列表中的所有用户侧端口输出；及

步骤507，结束。

本发明以VLAN ID作为DHCP中继代理选择子网地址的依据，以VLANID作为选择不同DHCP服务器的依据。因此属于不同的VLAN ID的DHCP客户能够共享一个DHCP中继，能够根据配置分配到相同或者不同子网的IP地址，能够从不同的DHCP服务器获得IP地址。

本发明提供了一种在二层以太网交换设备中实现DHCP中继的方法及其装置，在二层以太网交换设备中实现DHCP中继功能，并使得不同VLAN隔离的用户可以共享一个DHCP中继代理进行代理IP地址分配，能够根据填写不同的DHCP中继代理的IP地址分配到不同的IP地址段，同时可以根据不同的VLAN ID选择不同的DHCP服务器，分配到不同的IP地址段，使得虚拟运营得以实现。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置，设置于二层网络交换设备上，所述二层网络交换设备设置有n个用户侧端口、m个网络侧端口，并通过所述用户侧端口接入DHCP客户端，通过所述网络侧端口接入DHCP服务器，且一个所述DHCP客户端对应一个VLAN，n、m均为大于1的整数，其特征在于，该装置包括：

DHCP服务表信息配置模块，用于配置所述VLAN的VLAN标识分别与DHCP中继代理的IP地址、所述DHCP服务器的IP地址之间的关联关系；

用户侧端口处理模块，用于通过所述用户侧端口接收所述DHCP客户端发送的DHCP报文，根据所述DHCP报文提取VLAN标识，并根据所述VLAN标识查找所述关联关系，获得所述DHCP中继代理的IP地址和所述DHCP服务器的IP地址，对所述DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理，再根据所述DHCP中继代理的IP地址选择相应的网络侧端口输出转换处理后的所述DHCP报文；

网络侧端口处理模块，用于通过所述网络侧端口接收所述DHCP服务器传送的DHCP报文，并根据所述DHCP报文获得VLAN标识，用所述VLAN标识查询一VLAN表获得相应VLAN的端口列表，对所述DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理，并将经过转换处理后的所述DHCP报文从所述端口列表的用户侧端口输出。

2.根据权利要求1所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置，其特征在于，所述用户侧端口处理模块还通过将所述DHCP中继代理的IP地址填入所述DHCP报文的giaddr域，将所述DHCP服务器的IP地址填入所述DHCP报文的siaddr域的方式对所述DHCP报文进行修改。

3.根据权利要求1所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置，其特征在于，所述网络侧端口处理模块通过以所述DHCP报文中的Transaction标识为索引查找所述Transaction标识与VLAN标识关联关系的方式获得所述VLAN标识。

4.根据权利要求1、2或3所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的装置，其特征在于，所述二层网络交换设备为二层以太网交换机、DSLAM交换设备、EPON交换设备或GPON交换设备。

5.一种在二层网络交换设备中实现DHCP中继的方法，用于二层网络交换设备，所述二层网络交换设备设置有n个用户侧端口、m个网络侧端口，并通过所述用户侧端口接入DHCP客户端，通过所述网络侧端口接入DHCP服务器，且一个所述DHCP客户端对应一个VLAN，n、m均为大于1的整数，其特征在于，该方法包括：

步骤64，对所述DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理，根据所述DHCP中继代理的IP地址选择相应的网络侧端口，并通过所述网络侧端口输出经转换处理后的所述DHCP报文；

还包括从所述网络侧端口接收所述DHCP服务器传送的DHCP报文并处理的步骤，具体包括：

6.根据权利要求5所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的方法，其特征在于，所述步骤64中，还包括：在对所述DHCP报文进行DHCP中继代理报文转换处理时，将所述DHCP中继代理的IP地址填入所述DHCP报文的giaddr域，将所述DHCP服务器的IP地址填入所述DHCP报文的siaddr域的步骤。

7.根据权利要求6所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的方法，其特征在于，所述步骤64中，还包括对一Transaction标识与VLAN标识关联表进行填写的步骤。

8.根据权利要求5所述的在二层网络交换设备中实现DHCP中继的方法，其特征在于，所述步骤91中，以所述DHCP报文的Transaction标识为索引查找所述Transaction标识与VLAN标识关联关系的方式获得所述VLAN标识。