CN102098354B - 动态主机配置协议地址分配方法及服务器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动态主机配置协议地址分配方法及服务器。其中方法包括：网络中各服务器中的主服务器根据客户端发送的地址分配请求，从各服务器中指定为客户端提供服务的第一服务器，地址分配请求包括客户端的MAC地址；主服务器向第一服务器发送指示消息，指示消息包括第一服务器的标识；第一服务器根据指示消息和本地存储的地址分配信息表，向客户端分配IP地址，地址分配信息表包括当前网络中已分配使用的IP地址。本发明技术方案在为客户端分配IP地址的同时解决了各服务器之间的负载均衡问题，且可以简化对各服务器的配置操作，同时解决了服务器出现故障造成地址空间不足的问题。

Description

动态主机配置协议地址分配方法及服务器

技术领域

本发明涉及网络通信技术，尤其涉及一种动态主机配置协议地址分配方法及服务器。

背景技术

动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol；简称为：DHCP)是一种用于简化主机网际协议(Internet Protocol；简称为：IP)配置管理的标准协议。通过DHCP，DHCP服务器可以自动为网络上所有启用DHCP的客户端分配IP地址、掩码、网关、域名系统(Domain NameSystem；简称为：DNS)等网络参数，这简化了用户的网络设置，提高了管理效率。但是，在大型局域网络中，由于同一个区域的终端数量较多，而所有终端都要通过DHCP服务器来获取地址，这就对DHCP服务器造成了很大的压力。

为了减轻DHCP服务器的压力，提高DHCP服务器的可靠性，现有技术多采用在网络中配置多台DHCP服务器以实现DHCP服务器的负载均衡。其中，一种较为常用的方法为：在局域网络中放置两台DHCP服务器，由两台DHCP服务器同时响应客户端的请求，以降低DHCP服务器的负载。其中，如果两台DHCP服务器配置相同的地址池，可能出现不同客户端得到同一IP地址的情况，因此，在该方法中，为避免地址冲突要求为两台DHCP服务器配置不同的地址池，则每台DHCP服务器将只能配置整个地址池中的部分地址，如果一台DHCP服务器发生故障时，整个局域网络只能使用另一台DHCP服务器提供的部分地址，这将出现地址空间不足的问题。另外，在该方法中，由于两台DHCP服务器都要响应客户端的请求，每台DHCP服务器的负载并未真正降低。

现有技术中另一种较为常用的方法是：在网络中配置多台DHCP服务器，多台DHCP服务器采用相同的负载均衡算法，以客户端的介质访问控制(Media Access Control；简称为：MAC)地址为输入，通过计算获取处于某一区间的数值，然后根据预先配置的服务区段来判断本DHCP服务器是否需要对客户端的请求进行响应，以实现DHCP服务器的负载均衡。在该方法中，为避免地址冲突，同样要求各DHCP服务器配置不同的地址池，当有DHCP服务器发生故障时，同样存在地址空间不足的问题；另外，为了使整个网络的客户端均被覆盖，需要对各DHCP服务器的服务区段进行协作配置，因此，该方法中对DHCP服务器的配置较为复杂。

基于上述可知，如何在实现DHCP服务器的负载均衡同时，解决地址空间不足、配置复杂等问题成为DHCP地址分配过程中有待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种动态主机配置协议地址分配方法及服务器，用以在实现DHCP服务器负载均衡的同时，解决现有技术存在的地址空间不足、配置复杂等问题。

本发明提供一种动态主机配置协议地址分配方法，包括：

网络中各服务器中的主服务器根据客户端发送的地址分配请求，从所述各服务器中指定为所述客户端提供服务的第一服务器，所述地址分配请求包括所述客户端的介质访问控制地址；

所述主服务器向所述第一服务器发送指示消息，所述指示消息包括所述第一服务器的标识；

所述第一服务器根据所述指示消息和本地存储的地址分配信息表，向所述客户端分配网际协议地址，所述地址分配信息表包括当前网络中已分配使用的网际协议地址。

本发明提供一种服务器，包括：

指定模块，用于根据客户端发送的地址分配请求，从网络中各服务器中指定为所述客户端提供服务的第一服务器，所述地址分配请求包括所述客户端的介质访问控制地址；

第一发送模块，用于向所述第一服务器发送指示消息，以供所述第一服务器根据所述指示消息和所述第一服务器本地存储的地址分配信息表，向所述客户端分配网际协议地址；所述指示消息包括所述第一服务器的标识，所述地址分配信息表包括当前网络中已分配使用的网际协议地址。

本发明又提供一种服务器，包括：

第三接收模块，用于接收所述客户端发送的地址分配请求，所述地址分配请求包括所述客户端的介质访问控制地址；

第四接收模块，用于接收主服务器发送的指示消息，并根据所述指示消息和本地存储的地址分配信息表，向所述客户端分配网际协议地址，所述地址分配信息表中包括当前网络中已分配使用的网际协议地址。

本发明的动态主机配置协议地址分配方法及服务器，采用由主服务器根据客户端的地址分配请求，在各服务器中指定一台为客户端提供服务，并向指定的服务器发送指示消息，被指定的服务器根据指示消息和本地存储的当前网络中已分配使用的IP地址，为客户端分配IP地址的技术方案，一方面由于由主服务器指定为客户端提供服务的服务器，可以实现各服务器之间的负载均衡，另一方面被指定的服务器结合当前网络中已分配使用的IP地址信息为客户端分配IP地址，可以避免分配给客户端的IP地址与已经分配使用的IP地址发生冲突，使得各服务器可以配置相同的地址池，其配置简单，并且不会出现因某台服务器出现故障导致地址空间不足的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的DHCP地址分配方法的流程图；

图2A为本发明实施例二提供的DHCP地址分配方法的流程图；

图2B为本发明实施例二所定义的报文格式的示意图；

图3为本发明实施例三提供的DHCP地址分配方法的流程图；

图4为本发明实施例四提供的服务器的结构示意图；

图5为本发明实施例五提供的服务器的结构示意图；

图6为本发明实施例六提供的服务器的结构示意图；

图7为本发明实施例七提供的服务器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的DHCP地址分配方法的流程图。如图1所示，本实施例的方法包括：

步骤11、网络中各服务器中的主服务器根据客户端发送的地址分配请求，从各服务器中指定为客户端提供服务的第一服务器。

具体的，DHCP客户端向所在网络中广播地址分配请求，即DHCPDISCOVER广播包，以寻求网络中的DHCP服务器。该地址分配请求中包括客户端的MAC地址，用于标识客户端的身份。在本实施例中，网络中设置有多台DHCP服务器，DHCP服务器用于接收客户端发送的地址分配请求，并为客户端提供服务。其中，本实施例在多台DHCP服务器中指定一台主DHCP服务器(以下简称主服务器)，用于指定为客户端提供服务的服务器，对于各DHCP服务器以下将简称为服务器。主服务器上存储有网络中各服务器的信息，当主服务器接收到地址分配请求之后，从各服务器中指定一台为客户端提供服务，即由指定的服务器响应客户端的地址分配请求。

其中，主服务器可以根据预先设定的轮询算法从各台服务器中指定响应客户端的地址分配请求的服务器，这样可以保证各服务器之间的负载均衡。其中，轮询算法可以是根据各服务器的IP地址、MAC地址或优先级等信息对各服务器进行轮询指定。

在此说明，在本实施例中，主服务器在为客户端指定为其分配IP地址的服务器时，主服务器本身可以和其他服务器(即除主服务器之外的服务器)一样进行地址分配。即主服务器指定的为客户端提供服务的服务器可以是主服务器本身也可以是其他服务器。但是，当网络中的客户端数量较多时，主服务器将会频繁执行为客户端指定服务器的操作，且当服务器数量也较多时，为了保证各服务器的负载均衡，主服务器的轮询算法也将更加复杂，此时，主服务器的负担将加重，因此，为了保证主服务器自身的负担和工作质量，还可以设定主服务器仅执行从其他服务器中指定为客户端提供服务的服务器的操作，而其本身不参与地址分配操作。具体采用哪种方式本实施例不做限定，但本实施例以及后续各实施例将以前者为例。

步骤12、主服务器向第一服务器发送指示消息，所述指示消息包括第一服务器的标识。

具体的，当主服务器选定为客户端提供服务的服务器(即第一服务器)之后，通过向第一服务器发送指示消息，以告知第一服务器响应客户端的地址分配请求。其中，第一服务器的标识可以是第一服务器的IP地址、MAC地址等可以唯一标识一台服务器的信息，另外，该标识还可以是网络中各服务器预先约定的、可唯一标识每台服务器(包括主服务器)的信息，例如：可以预先设置各台服务器的ID(每台服务器的ID均不同)，以设定的ID作为服务器的标识。

步骤13、第一服务器根据指示消息和本地存储的地址分配信息表，向客户端分配IP地址。

在本实施例中，各服务器(包括主服务器)上均存储有当前网络中已分配使用的IP地址的信息；对各服务器而言，当前网络中已分配使用的IP地址包括该服务器本身分配的IP地址和其他服务器分配的IP地址。其中，在各服务器上，当前网络中已经分配使用的IP地址以信息表的形式存储，但并不限于这一种存储方式。

其中，对于主服务器而言，为实现各服务器的负载均衡，需要对各服务器进行管理，因此，在主服务器上除了存储当前网络中已经分配使用的IP地址作为为客户端分配IP地址时的依据之外，还需要存储其他服务器的信息，例如：每台服务器的标识、每台服务器分配了哪些IP地址，将IP地址分配给了哪些客户端等。基于此，在本实施例中，主服务器同时将当前网络中已分配使用的IP地址和各服务器的信息(包括主服务器本身的)以地址分配对应关系表的形式来存储，但并不限于此。本领域技术人员可以理解，当前网络中已分配使用的IP地址和各服务器的信息也可以分别存储。

对于除主服务器之外的其他服务器而言，也可以建立地址分配对应关系表，来存储当前网络中已经分配使用的IP地址以及其他服务器的信息等，这样在主服务器失效而由其他服务器重新作为主服务器时不需要重新建立地质分配对应关系表，只需进行适应性更新即可，可以提高新主服务器的工作效率。但是，由于主服务器失效的情况不会经常发生，而其他服务器不需要执行为客户端指定服务器的操作，不需要存储各服务器的信息，因此，本实施例其他服务器以地址分配信息表来存储当前网络中已分配使用的IP地址，以与主服务器上的地址分配对应关系表进行区分，同时还可以节约其他服务器的存储空间。本实施例以及以下各实施例均以后者为例。

具体的，当第一服务器接收到主服务器的指示消息之后，获知由其来响应客户端的地址分配请求，则第一服务器为客户端分配IP地址。为防止分配给客户端的IP地址与已经分配使用的IP地址发生冲突，本实施例的第一服务器通过查找本地存储的地址分配信息表获知当前已经分配使用的IP地址，然后，从未分配使用的IP地址中为客户端分配IP地址。

其中，当主服务器选择其本身为第一服务器时，主服务器可通过其发送模块向其分配模块发送指示消息，以使其分配模块为客户端分配IP地址。

本实施例的DHCP地址分配方法，由主服务器根据客户端的地址分配请求，指定为客户端提供服务的服务器，然后向指定的服务器发送指示消息，以使被指定的服务器根据指示消息和本地存储的当前网络中已分配使用的IP地址，为客户端分配IP地址，实现对客户端的地址分配。其中，本实施例由主服务器指定为客户端提供服务的服务器，可以实现各服务器之间的负载均衡；而被指定的服务器结合当前网络中已分配使用的IP地址信息为客户端分配IP地址，可以避免分配给客户端的IP地址与已经分配使用的IP地址发生冲突。另外，由于各服务器基于当前网络中已经分配使用的IP地址信息为客户端分配IP地址，不会发生IP地址冲突，因此，各服务器配置的地址池可以完全相同，因此，不会出现由于配置了不同地址池，一台服务器出现故障时导致出现地址空间不足的问题；又由于各服务器的地址池相同，对各服务器的配置可以独立进行而不需要协作配置，配置服务器的操作简单。

图2A为本发明实施例二提供的DHCP地址分配方法的流程图。本实施例基于实施例一实现，如图2A所示，本实施例的方法在步骤11之前还包括：

步骤10a、网络中各服务器发送选举报文，并接收其他服务器发送的选举报文。

步骤10b、各服务器根据发送的和接收到的选举报文中的选举标识，选举主服务器。

本实施例通过步骤10a和步骤10b可自动在网络中选举主服务器。在本实施例中，服务器包括三种状态，分别为初始状态、主服务器状态和从服务器状态。服务器在开机启动或是重新启动时均进入初始状态，并定时广播选举报文，标识支持负载均衡的服务器接入网络；当服务器被选举为主服务器时，就处于主服务器状态，反之，处于从服务器状态。

具体的，在不存在主服务器的网络状态下，各服务器根据选举报文中携带的选举标识，将本身发出的选举报文和接收到的其他服务器的选举报文进行优先级比较；其中，若本服务器发送的选举报文的优先级最高，则本服务器作为主服务器；反之，如果其他服务器发送的选举报文的优先级比本服务器的选举报文的优先级高，则本服务器自动进入从服务器状态。

其中，选举报文中携带的选举标识是各服务器进行选举的依据。该选举标识可以是服务器的IP地址，则可以以IP地址的大小作为优先级。例如：可以选举最大IP地址对应的服务器为主服务器，即IP地址越大对应的优先级越高；还可以选举最小IP地址对应的服务器为主服务器，即IP地址越小对应的优先级越高。另外，该选举标识还可以是MAC地址等其他信息。

本实施例的选举报文可以采用HELLO报文，但并不限于此，还可以根据实际情况自行定义。本实施例自行定义了一种报文格式，用于传输本实施例中的各种信息。图2B所示为本发明实施例二所定义的报文格式，该报文中各字段值的含义如表1所示。

表1

基于上述定义，本实施例服务器发出的选举报文可以由类型字段取值为1的报文(记为第一类报文)实现，其中，类型字段取值为1，表明是服务器在初始状态发出的用于选举主服务器用的报文。第一类报文中其他字段的取值情况如下：版本号字段取值为1；包长度字段固定为20个字节，但并不限于此；DHCP标识字段填充为服务器的MAC地址；主服务器标识字段填充为0，表明本服务器不是主服务器；选举标识字段填充为优先级标识，例如服务器的IP地址；可变长度子字段填充为0。各服务器根据该选举报文中的选举标识进行主服务器的选举。

本实施例的DHCP地址分配方法，服务器之间通过选举报文自动选举出主服务器，具有简单易于实现的优点。

进一步，在主服务器选举结束之后，处于主服务器状态的服务器(即主服务器)进行以下操作：主服务器定时向除主服务器之外的其他服务器发送交互信息，以与其他服务器保持心跳和数据同步，并且定时广播选举报文，以通告其他服务器自己的存在；另外，还要负责接收其他服务器发送的交互信息或者选举报文，并进行相应处理。当主服务器接收到来自其他服务器携带主服务器标识的交互信息时，说明网络中存在多个主服务器，则重新转入初始状态并重新进行主服务器的选举。

处于从服务器状态的服务器(即其他服务器)进行以下操作：定时向主服务器发送交互信息，以与主服务器保持心跳和数据同步；当其他服务器在预定时间内未收到主服务器发送的交互信息时，则进入主服务器状态，即作为主服务器，并发送携带主服务器标识的交互信息，此时由于网络中出现多个主服务器，则将重新启动主服务器的选举操作；反之，如果其他服务器在预定时间内收到了主服务器发送的交互信息，则保持从服务器状态。

其中，主服务器和其他服务器之间的交互信息也采用上述定义的报文格式实现，并通过类型字段的取值进行区分。例如：当本服务器经过选举确定其为主服务器时，向其他服务器广播类型字段值为2的报文(记为第二类报文)，以通告其他服务器；第二类报文中DHCP标识字段为本服务器的MAC地址；主服务器标识字段也为本服务器的MAC地址，其他字段的取值情况与第一类报文相同。又例如：由其他服务器发送给主服务器的交互信息可由类型字段取值为3的报文(记为第三类报文)实现，而由主服务器发送给其他服务器的交互信息可由类型字段值为4的报文(记为第四类报文)实现等，其中交互信息可由第三类报文和第四类报文中的可变长度字段来携带。

本实施例通过自定义的报文极大的方便了主服务器和其他服务器之间的信息交互。

基于上述，在存在主服务器的网络状态下，如果有新的服务器接入网络，新接入的服务器也会进入初始状态，并定时广播选举报文以通告有新的支持负载均衡的服务器接入网络。其中，网络中已存在的主服务器定时与其他服务器之间的交互报文可能会被新接入的服务器接收到。如果新接入的服务器在一定时间内接收到主服务器广播的第二类报文或第四类报文，则新接入的服务器将自动进入从服务器状态；如果新接入的服务器在一定时间内未接收到相关标识主服务器的报文，并且也没有接收到其他服务器发送的选举报文，则新接入的服务器可以进入主服务器状态，此时，有可能启动重新选择主服务器的操作。

进一步，在上述实施例中，主服务器上存储有地址分配对应关系表。在该地址分配对应关系表中存储有当前网络中已分配使用的IP地址、已分配使用的IP地址对应的MAC地址(即分配该IP地址的客户端的MAC地址)和分配所述已分配使用的IP地址的服务器标识三者之间的对应关系，并且该地址分配对应关系表是随IP地址的动态分配实时更新的。具体的，其他服务器可以定时向主服务器发送第三类报文，以通告主服务器其所分配的IP地址及IP地址所对应的MAC地址(用于标识该IP地址被分配给哪个客户端)。该第三类报文用到了所定义的可变长度字段，该可变长度字段包括三部分：标识该其他服务器已分配的IP地址的个数、所分配的IP地址和对应的MAC地址。其中，任何一个其他服务器所分配的IP地址与MAC地址是一一对应的，其封装格式可以是列举IP地址，待IP地址列举完之后紧接着列举MAC地址。另外，IP地址和MAC地址也可以以地址段的形式给出。例如：192.168.1.1后面跟的IP地址为0.0.0.20，表示192.168.1.1-192.168.1.20这一段的IP地址，相应后面的MAC地址也可以采用类似的表示方式。第三类报文中其他字段的取值情况如下：版本号字段取值为1；包长度字段固定为20个字节，但并不限于此；DHCP标识字段填充为本服务器的MAC地址；主服务器标识字段填充为0，表明本服务器不是主服务器；选举标识字段填充为优先级标识。这样通过其他服务器定时向主服务器上报其所分配的IP地址及所对应的MAC地址，主服务器上的地址分配对应关系表中就能够与网络IP地址的动态分配保持一致。

基于上述，主服务器在根据客户端的地址分配请求，从各服务器中指定为客户端提供服务的第一服务器之前还包括：

步骤101、各服务器接收客户端发送的地址分配请求，并获取客户端的MAC地址。各服务器通过解析客户端发送的DHCP DISCOVER广播包，获取其中携带的MAC地址。

步骤102、主服务器判断客户端的MAC地址是否存在于本地存储的地址分配对应关系表中，同时各服务器中除主服务器之外的其他服务器判断客户端的MAC地址是否存在于本地存储的地址分配信息表中。具体的，主服务器将客户端的MAC地址与地址分配对应关系表中存储的MAC地址进行比较，如果存在与客户端的MAC地址一致的MAC地址，则认为地址分配对应关系表中存在客户端的MAC地址；执行步骤103；反之，执行步骤11。

其中，由于主服务器上的地址分配对应关系表与其他服务器上的地址分配信息表中的信息保持同步，因此，当主服务器判断出客户端的MAC地址存在其地址分配对应关系表中时，其他服务器中一定存在判断结果为是(即判断出客户端的MAC地址存在其地址分配信息表中)的服务器，并转去执行步骤103。其中，判断结果为是的服务器是之前已经为该客户端提供过服务的服务器。在本实施例中，主服务器不向该判断结果为是的服务器发送指示消息，该判断结果为是的服务器主动作为第一服务器，以为客户端分配IP地址。反之，当主服务器判断出客户端的MAC地址不存在其地址分配对应关系表中时，其他服务器中一定不存在判断结果为是的服务器，则转去执行步骤11，即当地址分配对应关系表中不存在之前为客户端提供过服务器的从服务器时，主服务器可以根据预设轮循算法指定响应客户端的地址分配请求的服务器。

步骤103、其他服务器中判断结果为是的服务器作为第一服务器，并根据本地存储的地址分配信息表，向客户端分配IP地址。其中，判断结果为是的服务器即为主服务器判断出的与客户端的MAC地址对应的服务器。

通过上述步骤可以优选之前已经为该客户端提供过服务的服务器再为该客户端提供服务，有利于网络的稳定，而不用主服务器指定可以减少主服务器与其他服务器之间的交互过程，加速了为客户端分配IP地址的速度。

图3为本发明实施例三提供的DHCP地址分配方法的流程图。本实施例可基于前述实施例实现，如图3所示，本实施例的方法在步骤13之后还包括：

步骤14、第一服务器向主服务器发送通告消息，以使主服务器更新地址分配对应关系表。

其中，通告消息包括第一服务器分配给客户端的IP地址、客户端的MAC地址和第一服务器的标识，即第一服务器的MAC地址。

具体的，第一服务器在为客户端分配IP地址之后，会将所分配的IP地址以及客户端的MAC地址记录在地址分配信息表中，并向主服务器发送通告消息以通告给主服务器。其中，第一服务器向主服务器发送通告消息可以是在给客户端分配完IP地址之后执行，也可以定时向主服务器通告其所分配的IP地址及对应的MAC地址等信息。本实施例中，通告消息也可以采用上述第三类报文来实现。

本实施例的DHCP地址分配方法，第一服务器在分配IP地址之后，通过通告消息向主服务器通告，这样可以使主服务器实时更新其地址分配对应关系表中的信息，进而使主服务器能够更加合理的指定为客户端提供服务器的服务器。

进一步，在上述实施例中，主服务器还会定时向其他服务器发送更新消息，以使其他服务器更新其上的地址分配信息表，该更新消息中包括发送更新消息时地址分配对应关系表中存储的已经分配使用的IP地址以及所对应的MAC地址。具体的，由于其他服务器定时向主服务器发送通告消息，所以主服务器的地址分配对应关系表中存储有整个网络当前已分配使用的IP地址和对应的MAC地址等信息，主服务器通过定时广播更新消息，可以将整个网络当前已分配使用的IP地址和对应的MAC地址等信息均通告给其他服务器。在本实施例中，主服务器优选通过更新消息仅向其他服务器通告网络当前已分配使用的IP地址以使其他服务器更新其上的地址分配信息表，为其他服务器为客户端分配IP地址时避免IP地址冲突提供了条件。

其中，主服务器向其他服务器发送的更新消息可以是主服务器与其他服务器之间定时交互的一种信息，具体可以通过第四类报文来实现。该第四类报文也用到了定义的可变长度字段，在该第四类报文中该可变长度字段用于携带当前网路中已分配使用的IP地址。其中，IP地址可以一一列出，也可以以地址段的形式给出。第四类报文中其他字段的取值情况如下：版本号字段取值为1；包长度字段固定为20个字节，但并不限于此；DHCP标识字段填充为本服务器的MAC地址；主服务器标识字段填充为本服务器的MAC地址，表明本服务器是主服务器；选举标识字段填充为优先级标识。

另外，当主服务器定时向其他服务器广播第二类报文时，主服务器也可以通过第二类报文中的可变长度字段来发送更新消息，这可以减少存在于网络中的报文类型。

在此需要说明，当网络中各服务器(主要是指除主服务器之外的其他服务器)也存储地址分配对应关系表时，主服务器需要通过更新消息将整个网络当前已分配使用的IP地址、已分配使用的IP地址对应的MAC地址、分配已分配使用的IP地址的服务器标识等信息均通告给其他服务器，以便于其他服务器更新各自的地址分配对应关系表。

本实施例的DHCP地址分配方法，主服务器和其他服务器之间通过交互信息，以保持主服务器和其他服务器之间的心跳信息和数据同步，为实现各服务器之间的负载均衡、解决IP地址冲突等提供了条件。

更进一步，在本实施例中，当主服务器与其他服务器之间的心跳信息断掉，即其他服务器在预设一段时间内未收到主服务器发送的更新消息时，规定其他服务器进入主服务器的状态，此时由于网络中存在多个主服务器，则各服务器将发送选举报文以重新开始选举主服务器，为网络正常运行以及IP地址分配提供了保障。

图4为本发明实施例四提供的服务器的结构示意图。本实施例的服务器为网络中各服务器中的主服务器，如图4所示，本实施例的服务器包括：指定模块41和第一发送模块42。

其中，指定模块41，用于根据客户端发送的地址分配请求，从网络中各服务器中指定为客户端提供服务的第一服务器，所述地址分配请求包括客户端的MAC地址。指定模块41具体可以根据预设的轮循算法指定为客户端提供服务的第一服务器，以保证各服务器之间的负载均衡。第一发送模块42，与指定模块41连接，用于向第一服务器发送指示消息，以供第一服务器根据指示消息和第一服务器本地存储的地址分配信息表，向客户端分配IP地址，所述指示消息包括第一服务器的标识，地址分配信息表中包括当前网路中已分配使用的IP地址。

本实施例服务器的各功能模块可用于执行上述方法实施例中主服务器的工作流程，其工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。

本实施例的服务器，用于根据客户端的地址分配请求，从网络中布设的各服务器中指定为客户端提供服务的服务器，可以实现各服务器之间的负载均衡，提高各服务器的利用率。另外，各服务器的使用由本实施例的服务器来轮循指定，各服务器可以独立配置地址池，且地址池可以配置为相同，服务器配置简单，且不会出现地址空间不足的问题。

图5为本发明实施例五提供的服务器的结构示意图。本实施例基于实施例四实现，如图5所示，本实施例的服务器还包括：第一接收模块51、第一判断模块52和第一触发模块53。

其中，第一接收模块51，用于接收客户端发送的地址分配请求，并获取客户端的MAC地址；第一判断模块52，与第一接收模块51连接，用于判断客户端的MAC地址是否存在于本地存储的地址分配对应关系表中；第一触发模块53，与第一判断模块52连接，用于在第一判断模块52的判断结果为否时，触发指定模块41执行根据客户端发送的地址分配请求，从各服务器中指定为客户端提供服务的第一服务器的操作。

本实施例服务器的上述各功能模块可用于执行上述方法实施例中优选之前为客户端提供过服务的服务器的方法流程，其工作原理不再赘述，可详见方法实施例的描述。

本实施例的服务器，通过判断其地址分配对应关系表获取之前以为客户端提供过服务的服务器，若获取到，则本实施例的服务器不做任何操作，可由相应服务器自行作为第一服务器执行为客户端分配IP地址的操作，节约了本实施例服务器与其他服务器之间的交互操作，而采用之前为客户端提供过服务的服务器作为第一服务器，可以提高网络的稳定性，提高分配IP地址的效率；若未获取到，则触发指定模块，由本实施例的服务器再执行指定操作，以使客户端能够获取到IP地址。

进一步，本实施例的服务器还包括：第二发送模块54和第一选举模块55。其中，第二发送模块54，用于在接收客户端发送的地址分配请求之前，发送选举报文，并接收其他服务器发送的选举报文；第一选举模块55，与第二发送模块54连接，用于根据第二发送模块54发送的和接收到的选举报文中的选举标识，选举本服务器为主服务器，并通告给指定模块41。

本实施例的服务器，通过上述模块可在各服务器之间自动完成主服务器的选举，本实施例的服务器根据选举标识被选举为主服务器，并具有主服务器的功能。

更进一步，本实施例的服务器还包括：第二接收模块56和第三发送模块57。其中，第二接收模块56，与其他服务器(图示以第一服务器为例)连接，用于接收第一服务器发送的通告消息，并根据通告消息更新所述地址分配对应关系表，所述通告消息中包括第一服务器分配给客户端的IP地址、客户端的MAC地址和第一服务器的标识。

第三发送模块57，与其他服务器连接，用于根据地址分配对应关系表，定时向各服务器中除本服务器之外的其他服务器发送更新消息，以使其他服务器更新地址分配信息表，所述更新消息包括发送更新消息时地址分配对应关系表中存储的已分配使用的IP地址。

本实施例服务器的上述各功能模块可用于执行上述方法实施例中的相应流程，其工作原理不再赘述。

本实施例的服务器通过上述第二接收模块和第三发送模块可以与其他服务器进行信息交互，以保证各服务器之间存储的已分配使用IP地址的一致性，以降低为客户端分配IP地址时发生IP地址冲突的几率，提高为客户端分配IP地址的成功率。

图6为本发明实施例六提供的服务器的结构示意图。本实施例的服务器为网络中的非主服务器，本实施例的服务器可以与上述实施例四、实施例五提供的服务器配合作业，以完成为客户端分配IP地址的任务。如图6所示，本实施例的服务器包括：第三接收模块61和第四接收模块62。

其中，第三接收模块61，与客户端连接，用于接收客户端发送的地址分配请求，所述地址分配请求包括客户端的MAC地址；第四接收模块62，与主服务器连接，用于接收主服务器发送的指示消息，并根据指示消息和本地存储的地址分配信息表，向客户端分配IP地址，所述地址分配信息表中包括当前网络中已分配使用的IP地址。

本实施例服务器的各功能模块可用于执行上述方法实施例中第一服务器的工作流程，其工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。

本实施例的服务器，在接收到客户端的地址分配请求后，根据主服务器的指示消息为客户端分配IP地址，各服务器的使用由主服务器指定，可以实现各服务器之间的负载均衡。同时，由于由主服务器指定使得可以对各服务器进行独立配置，且可以配置相同的地址池，实现配置简单且不会出现地址空间不足的问题。

图7为本发明实施例七提供的服务器的结构示意图。本实施例基于实施例六实现，如图7所示，本实施例的服务器还包括：第二判断模块71、分配模块72和第二触发模块73。

其中，第二判断模块71，与第三接收模块61连接，用于在第四接收模块62接收指示消息之前，判断客户端的MAC地址是否存在于地址分配信息表中；分配模块72，与第二判断模块71连接，用于在第二判断模块71的判断结果为是时，根据地址分配信息表，向客户端分配IP地址；第二触发模块73，分别与第二判断模块71和第四接收模块62连接，用于在第二判断模块71的判断结果为否时，触发第四接收模块62执行接收主服务器发送的指示消息，并根据指示消息和本地存储的地址分配信息表，向客户端分配IP地址的操作。

本实施例服务器的上述功能模块通过在主服务器指定第一服务器之前，查找地址分配信息表，以判断本服务器在之前是否为客户端提供过服务，如果是，则主服务器不用执行指定操作且不用与本实施例的服务器交互，本实施例的服务器可主动作为第一服务器为客户端分配IP地址，既提高了网络的稳定性又提高了为客户端分配IP地址的速度。

进一步，本实施例的服务器还包括：第四发送模块74和第二选举模块75。第四发送模块74，用于在第三接收模块61接收地址分配请求之前，发送选举报文，并接收网络中其他服务器发送的选举报文；第二选举模块75，与第四发送模块74连接，用于根据发送的和接收的选举报文中的选举标识，选举本服务器为非主服务器，并通告给第四接收模块62。

本实施例服务器通过上述功能模块可自动完成各服务器之间的选举，即可以选举出主服务器，也可以选举出非主服务器。本实施例的服务器被选为非主服务器，可与主服务器配合作业，以完成为客户端分配IP地址的任务。

更进一步，本实施例的服务器还包括：第五发送模块76、第五接收模块77和第三触发模块78。

第五发送模块76，用于在第四接收模块62向客户端分配IP地址之后，向主服务器发送通告消息，以使主服务器更新地址分配对应关系表；所述通告消息包括本服务器分配给客户端的IP地址、客户端的MAC地址和本服务器的标识，所述地址分配对应关系表包括当前网络中已分配使用的IP地址、已分配使用的IP地址对应的MAC地址和分配已分配使用的IP地址的服务器标识。

第五接收模块77，用于定时接收主服务器发送的更新消息，并更新地址分配信息表，所述更新消息包括发送更新消息时地址分配对应关系表中存储的已分配使用的IP地址；第三触发模块78，用于在第五接收模块77在预设时间内未接收到主服务器发送的更新消息时，触发第四发送模块74发送选举报文，以重新选举主服务器。

本实施例服务器的上述各功能模块可用于执行上述方法实施例中的相应流程，其具体工作原理不再赘述，详见方法实施例的描述。

本实施例的服务器通过上述功能模块可以与主服务器进行信息交互，保证各服务器之间所存储的已分配使用IP地址的一致性，提高为客户端分配IP地址的成功率，降低发生IP地址冲突的几率。

在此说明，本发明上述实施例四和实施例五提供的服务器主要完成主服务器的功能，上述实施例六和实施例七提供的服务器主要与主服务器配合完成第一服务器的功能，但是，本领域技术人员可以理解，主服务器是从各服务器中选举出来的，每个服务器都可能会被选举为主服务器，因此，在服务器实际实现时，可以同时包括主服务器和第一服务器的功能。另外，当主服务器和第一服务器的功能由同一设备实现时，上述相似完成相似功能的功能模块可以进行合并。例如：第一接收模块和第三接收模块，可由一接收模块来实现，用于接收客户端发送的地址分配请求；又例如：第二发送模块、第一选举模块、与第四发送模块、第二选举模块，可由一组发送模块和选举模块实现，用于完成主服务器的选举操作等等。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种动态主机配置协议地址分配方法，其特征在于，包括：

网络中各服务器发送选举报文，并接收其他服务器发送的选举报文；

所述各服务器根据发送的和接收到的所述选举报文中的选举标识，选举主服务器；

网络中各服务器中的主服务器根据客户端发送的地址分配请求和预设轮询算法，从所述各服务器中指定为所述客户端提供服务的第一服务器，所述地址分配请求包括所述客户端的介质访问控制地址；

所述主服务器向所述第一服务器发送指示消息，所述指示消息包括所述第一服务器的标识；

所述第一服务器根据所述指示消息和本地存储的地址分配信息表，向所述客户端分配网际协议地址，所述地址分配信息表包括当前网络中已分配使用的网际协议地址，用以防止分配给所述客户端的网际协议地址与已经分配使用的网际协议地址发生冲突；

所述网络中各服务器上均存储有所述地址分配信息表，以便其中任意一服务器重新作为主服务器时对当前网络中已分配使用的网际协议地址进行管理。

2.根据权利要求1所述的动态主机配置协议地址分配方法，其特征在于，所述网络中各服务器中的主服务器根据客户端发送的地址分配请求，从所述各服务器中指定为所述客户端提供服务的第一服务器之前包括：

所述各服务器接收所述客户端发送的地址分配请求，并获取所述客户端的介质访问控制地址；

所述主服务器判断所述客户端的介质访问控制地址是否存在于本地存储的地址分配对应关系表中；

当所述主服务器的判断结果为否时，所述主服务器执行根据所述客户端发送的地址分配请求，从所述各服务器中指定为所述客户端提供服务的第一服务器的操作。

3.根据权利要求2所述的动态主机配置协议地址分配方法，其特征在于，所述第一服务器根据所述指示消息和本地存储的地址分配信息表，向所述客户端分配网际协议地址之后包括：

所述第一服务器向所述主服务器发送通告消息，以使所述主服务器更新所述地址分配对应关系表，所述通告消息包括所述第一服务器分配给所述客户端的网际协议地址、所述客户端的介质访问控制地址和所述第一服务器的标识。

4.根据权利要求3所述的动态主机配置协议地址分配方法，其特征在于，还包括：

所述主服务器根据所述地址分配对应关系表，定时向所述各服务器中除所述主服务器之外的其他服务器发送更新消息，以使所述其他服务器更新所述地址分配信息表，所述更新消息包括发送所述更新消息时所述地址分配对应关系表中存储的已分配使用的网际协议地址。

5.根据权利要求4所述的动态主机配置协议地址分配方法，其特征在于，当所述其他服务器在预设时间内未接收到所述主服务器发送的更新消息时，所述其他服务器发送选举报文，以重新选举所述主服务器。

6.一种服务器，其特征在于，包括：

指定模块，用于根据客户端发送的地址分配请求和预设轮询算法，从网络中各服务器中指定为所述客户端提供服务的第一服务器，所述地址分配请求包括所述客户端的介质访问控制地址；

第一发送模块，用于向所述第一服务器发送指示消息，以供所述第一服务器根据所述指示消息和所述第一服务器本地存储的地址分配信息表，向所述客户端分配网际协议地址；所述指示消息包括所述第一服务器的标识，所述地址分配信息表包括当前网络中已分配使用的网际协议地址，用以防止分配给所述客户端的网际协议地址与已经分配使用的网际协议地址发生冲突；

第二发送模块，用于在接收所述客户端发送的地址分配请求之前，发送选举报文，并接收其他服务器发送的选举报文；

第一选举模块，用于根据所述第二发送模块发送的和接收到的所述选举报文中的选举标识，选举本服务器为主服务器；

所述地址分配信息表，还用于所述第一服务器重新作为主服务器时对当前网络中已分配使用的网际协议地址进行管理。

7.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，还包括：

第一接收模块，用于接收所述客户端发送的地址分配请求，并获取所述客户端的介质访问控制地址；

第一判断模块，用于判断所述客户端的介质访问控制地址是否存在于本地存储的地址分配对应关系表中；

第一触发模块，用于在所述第一判断模块的判断结果为否时，触发所述指定模块执行根据所述客户端发送的地址分配请求，从各服务器中指定为所述客户端提供服务的第一服务器的操作。

8.根据权利要求7所述的服务器，其特征在于，还包括：

第二接收模块，用于接收所述第一服务器发送的通告消息，并根据所述通告消息更新所述地址分配对应关系表，所述通告消息中包括所述第一服务器分配给所述客户端的网际协议地址、所述客户端的介质访问控制地址和所述第一服务器的标识。

9.根据权利要求8所述的服务器，其特征在于，还包括：

第三发送模块，用于根据所述地址分配对应关系表，定时向所述各服务器中除本服务器之外的其他服务器发送更新消息，以使所述其他服务器更新所述地址分配信息表，所述更新消息包括发送所述更新消息时所述地址分配对应关系表中存储的已分配使用的网际协议地址。

10.一种服务器，其特征在于，包括：

第三接收模块，用于接收所述客户端发送的地址分配请求，所述地址分配请求包括所述客户端的介质访问控制地址；

第四接收模块，用于接收主服务器发送的指示消息，并根据所述指示消息和本地存储的地址分配信息表，向所述客户端分配网际协议地址，所述地址分配信息表中包括当前网络中已分配使用的网际协议地址，用以防止分配给所述客户端的网际协议地址与已经分配使用的网际协议地址发生冲突；

第四发送模块，用于在所述第三接收模块接收所述地址分配请求之前，发送选举报文，并接收网络中其他服务器发送的选举报文；

第二选举模块，用于根据发送的和接收的所述选举报文中的选举标识，选举本服务器为非主服务器；

所述地址分配信息表，还用于所述服务器重新作为主服务器时对当前网络中已分配使用的网际协议地址进行管理。

11.根据权利要求10所述的服务器，其特征在于，还包括：

第二判断模块，用于在所述第四接收模块接收所述指示消息之前，判断所述客户端的介质访问控制地址是否存在于所述地址分配信息表中；

分配模块，用于在所述第二判断模块的判断结果为是时，根据所述地址分配信息表，向所述客户端分配网际协议地址；

第二触发模块，用于在所述第二判断模块的判断结果为否时，触发所述第四接收模块执行接收主服务器发送的指示消息，并根据所述指示消息和本地存储的地址分配信息表，向所述客户端分配网际协议地址的操作。

12.根据权利要求10或11所述的服务器，其特征在于，还包括：

第五发送模块，用于在所述第四接收模块向所述客户端分配网际协议地址之后，向所述主服务器发送通告消息，以使所述主服务器更新地址分配对应关系表；所述通告消息包括本服务器分配给所述客户端的网际协议地址、所述客户端的介质访问控制地址和本服务器的标识，所述地址分配对应关系表包括当前网络中已分配使用的网际协议地址、所述已分配使用的网际协议地址对应的介质访问控制地址和分配所述已分配使用的网际协议地址的服务器标识。

13.根据权利要求12所述的服务器，其特征在于，还包括：

第五接收模块，用于定时接收所述主服务器发送的更新消息，并更新所述地址分配信息表，所述更新消息包括发送所述更新消息时所述地址分配对应关系表中存储的已分配使用的网际协议地址；

第三触发模块，用于在所述第五接收模块在预设时间内未接收到所述主服务器发送的更新消息时，触发所述第四发送模块发送选举报文，以重新选举所述主服务器。