CN102497458B - 一种网元ip地址的分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种网元IP地址的分配方法，该分配方法包括：非根节点在自身为未注册状态，且所述非根节点的父节点为已注册状态时，向根节点发送注册请求；根节点接收所述注册请求，根据所述注册请求将所述非根节点插入二叉树中对应的位置，并将IP地址池中最小的空闲IP地址分配给所述非根节点；所述非根节点将所述空闲IP地址作为本地IP，并将自身设置为已注册状态。本发明技术方案的实施，实现了基于二叉树和网元角的网元IP自动分配方案。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，更具体的说，涉及一种基于二叉树和网元角色的网元IP地址的分配方法。
背景技术
对于双光方向的同步数字体系(英文全称为Synchronous Digital Hierarchy，以下简称为SDH)设备，链网和环网是其常见的应用。而对于环网，为防止DCC(数据通信信道)监控风暴，往往需要先将环网进行破环，因此从抽象拓扑上来看，可以认为环网最终也是链网。
现有的网元IP分配方案，主要是利用局域网中的电脑主机的动态主机设置协议(英文全称为Dynamic Host Configuration Protocol，以下简称为DHCP)来实现，而专门针对SDH网络的网元IP地址的自动分配方案并不多见，因此本发明提出了一种基于二叉树由根节点对全网中非根节点进行IP地址快速分配的方案，适用于SDH网络中。
发明内容
本发明的实施例提供了一种网元IP地址的分配方法，实现了基于二叉树由根节点对全网中非根节点进行IP地址快速分配的发明目的。
本发明的技术方案包括：
本发明提出了一种网元IP地址的分配方法，该方法包括：
非根节点在自身为未注册状态，且所述非根节点的父节点为已注册状态时，向根节点发送注册请求；
所述根节点接收所述注册请求，根据所述注册请求将所述非根节点插入二叉树中对应的位置，并将IP地址池中最小的空闲IP地址分配给所述非根节点；
所述非根节点将所述空闲IP地址作为本地IP，并将自身设置为已注册状态。
进一步的，非根节点在自身为未注册状态，且所述非根节点的父节点为已注册状态时，向根节点发送注册请求，包括：
在所述非根节点为中间节点时，所述中间节点将自身的拓扑信息表为空时，默认自身为未注册状态；
所述中间节点向根节点发送注册请求，所述注册请求包括所述中间节点自身MAC、所述中间节点的父节点MAC以及子节点MAC。
进一步的，根节点接收所述注册请求，根据所述注册请求将所述非根节点插入二叉树中对应的位置，并将IP地址池中最小的空闲IP地址分配给所述非根节点，包括：
所述根节点根据所述注册请求中所述中间节点的父节点MAC以及子节点MAC，将所述中间节点插入到二叉树中对应的位置；
所述根节点按照二叉树的先序遍历顺序更新拓扑信息表，所述拓扑信息表中包含网络拓扑中的各节点MAC、所述节点的父节点MAC以及所述节点的注册IP；
将IP地址池中最小的空闲IP地址填入所述拓扑信息表中与所述中间节点对应的注册IP中。
进一步的，所述方法还包括：所述根节点向网络中广播包含所述中间节点注册IP的拓扑信息表。
进一步的，所述非根节点将所述空闲IP地址作为本地IP，并将自身设置为已注册状态，包括：
在所述非根节点为中间节点时，所述中间节点接收所述根节点广播的所述拓扑信息表，并用接收到的所述拓扑信息表更新自身的初始拓扑信息表；
所述中间节点在确定自身的拓扑信息已包含在接收到的所述拓扑信息表中时，将自身状态由未注册状态修改为已注册状态；
所述中间节点从所述拓扑信息表中提取自身的注册IP设定为本地IP，并不再发送所述注册请求。
进一步的，所述方法还包括：
所述非根节点在自身为未注册状态，但所述非根节点的父节点也为未注册状态时，不向根节点发送注册请求；
所述非根节点为终端节点，所述终端节点的父节点为中间节点。
进一步的，所述方法还包括：所述终端节点将自身的初始拓扑信息表为空时，默认自身为未注册状态。
进一步的，所述方法还包括：
在网络拓扑中有新加入的非根节点时，所述非根节点向根节点发送注册请求；所述注册请求中包含所述非根节点自身的MAC、所述非根节点的父节点MAC以及子节点MAC；
所述根节点根据接收到的所述注册请求，调整所述新加入的非根节点与当前网络拓扑中各节点之间的拓扑关系，所述拓扑关系为节点的父节点和子节点；
所述根节点用调整后的所述拓扑关系更新拓扑信息表，并在IP地址池中将最小的空闲IP地址填入所述拓扑信息表中与新加入的非根节点对应的注册IP中，并将更新后的拓扑信息表下发给新加入的所述非根节点；
所述非根节点接收所述拓扑信息表，并获取自身对应的注册IP后，完成注册。
进一步的，所述方法还包括：
在网络拓扑中有非根节点关电时，所述非根节点关电后自动把光纤切换为直通；
网络拓扑中的当前在线非根节点在检测到自身跳数减小时，向所述根节点发送注册请求，所述注册请求中包含在光纤切换为直通后所述在线非根节点的自身MAC、所述在线非根节点的父节点MAC以及子节点MAC；
所述根节点根据接收到的注册请求，调整当前在线非根节点的拓扑关系，并在拓扑信息表中删除关电的非根节点的拓扑信息，并将更新后的所述拓扑信息表下发给发送注册请求的非根节点设备。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，其充分利用了SDH的开销字节和DCC通道，可实现快速、稳定的IP地址分配，同时，由于实现了二叉树数据结构的各个标准操作，网元的增加、删除都能够快速地反映为二叉树的变化，所以对拓扑变化频繁的网络尤为适用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本发明实施例中网元角色的示意图；
图2为本发明实施例网元角色的工作场景示意图；
图3为本发明实施例提供的一种网元IP地址的分配方法流程图；
图4为本发明实施例的应用场景图；
图5为本发明实施例的应用场景图。
具体实施方式
下面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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明实施例中，网络拓扑中每个节点为一个网元。
本发明针对双光方向的SDH设备，以链网和环网为应用场景对本发明实施例提出的一种网元IP地址的分配方案进行详细说明。其中，对于环网来说，为防止DCC监控风暴的发生，往往要先将环网进行破环，最终将环网以链网的形式存在。在环网络破环过程中，网络中的每个设备都需要获知自身在网络中的角色、上下行方向以及邻接设备的MAC地址。为防止DCC监控风暴的产生，破环过程要求在很短的时间内完成，因此本发明实施例可以采用SDH开销字节J0(16字节)配合网元角色状态机来实现环网的破坏。
其中，SDH开销字节J0可以采用下表所示的方式来定义。
此外，本发明实施例中，如图1所示对网元可能的角色进行如下定义：
(1)孤立节点：是指未加入网络的节点，此状态为初始状态；
(2)根节点：是指由网管指定的，在网络中唯一；
(3)内部节点，也可叫做中间节点，是指除根节点之外的所有子树数非0的节点；
(4)终端节点：是指子树数为0的节点。
在本发明实施例中，每个网元设备在网络拓扑中可看做一个节点；
网元开电后，初始角色为孤立节点；
网元可由网管指定为根节点，此信息保存在网元的配置文件中，重新关电起电后自动由孤立节点切换到根节点，根节点广播HOP＝0；
网元若未被指定为根节点，则会根据收到的根节点广播的HOP和层数最深的终端节点发送的DEP值决定上、下行方向及自身角色，根据一定规则转发HOP和DEP，同时通知邻接节点自身的MAC、DCC_WIN及REGISTED标志。
网元按照定义的网元角色进行工作的应用场景图可以参见图2所示。
网络中的网元通过角色定义，某网元被网管指定为根节点后，向网络中广播HOP值；非根节点根据接收到的HOP和层数最深的终端节点发送的DEP值决定上下行方向及自身的网元角色。网元在确定了自身角色之后，参与网络拓扑的生成过程，并由根节点为非根节点分配IP地址。
如图3所示，本发明实施例提出了一种网元IP地址的分配方法，该方法可以包括：
100、非根节点在自身为未注册状态，且所述非根节点的父节点为已注册状态时，向上行方向，也就是向根节点发送注册请求；
101、根节点接收所述注册请求后，根据所述注册请求将所述非根节点插入二叉树中对应的位置，并将IP地址池中最小的空闲IP地址分配给所述非根节点；
102、所述非根节点将所述空闲IP地址作为本地IP，并将自身设置为已注册状态。
具体的，步骤100可以包括：
在所述非根节点为中间节点时，所述中间节点将自身拓扑信息表为空时，默认自身为未注册状态；
所述中间节点向根节点发送注册请求，所述注册请求包括所述中间节点自身MAC、所述中间节点的父节点MAC以及子节点MAC。
具体的，步骤101可以包括：
所述根节点根据所述注册请求中所述中间节点的父节点MAC以及子节点MAC，将所述中间节点插入到二叉树中对应的位置；
所述根节点按照二叉树的先序遍历顺序更新拓扑信息表，所述拓扑信息表中包含网络拓扑中的各节点MAC、所述节点的父节点MAC以及所述节点的注册IP；
将IP地址池中最小的空闲IP地址填入所述拓扑信息表中与所述中间节点对应的注册IP中。
具体的，所述方法还包括：所述根节点向网络中广播包含所述中间节点注册IP的拓扑信息表。
具体的，步骤102可以包括：
在所述非根节点为中间节点时，所述中间节点接收所述根节点广播的所述拓扑信息表，并用接收到的所述拓扑信息表更新自身的初始拓扑信息表；
所述中间节点在确定自身的拓扑信息已包含在接收到的所述拓扑信息表中时，将自身状态由未注册状态修改为已注册状态；
所述中间节点从所述拓扑信息表中提取自身的注册IP设定为本地IP，并不再发送所述注册请求。
具体的，所述方法还可以包括：
所述非根节点在自身为未注册状态，但所述非根节点的父节点也为未注册状态时，不向根节点发送注册请求；
所述非根节点为终端节点，所述终端节点的父节点为中间节点。
具体的，所述方法还可以包括：所述终端节点将自身的初始拓扑信息表为空时，默认自身为未注册状态。
为了清楚的对上述本发明的技术方案，下面结合图4进行详细说明。
图4所示，假设有4个网元，MAC地址分别为01、02、03、04(MAC地址实际占3个字节，本发明实施例中用1字节表示)，其中01为根节点，02及03为中间节点，04为终端节点；
400、根节点注册状态规定为已注册状态，初始拓扑信息表TopoTable＝{(01，FF，IP01)}；其中，拓扑信息表项可以如下表所示：
401、中间节点02及03的初始TopoTable＝{null}，发现自身未在表中，且父节点(此处为根节点)为“已注册状态”，则向上行方向发送注册请求RegRqt，格式如下表所示，其中，RegRqt只给出(MAC，父MAC，子MAC)以作示意；
402、根节点来维持二叉树对应实际拓扑，初始为空树；
收到02及03中间节点发送的注册请求后，将此02及03节点根据其父节点和子节点的MAC将02及03节点插入二叉树中对应位置，并按端口号从小到大对应顺序遍历刷新TopoTable，同时从IP地址池中按从小到大的顺序提取最小空闲IP，填入到02及03的TopoTable对应表项中的“注册IP”栏；根节点广播更新后的TopoTable；
403、中间节点02、03收到根节点广播的TopoTable时，用其更新本地的TopoTable，发现自身已在其中，则将自身状态改为“已注册状态”，从表中提取分配IP设为本地IP，并不再发送注册请求；
404、终端节点04的初始TopoTable＝{null}，发现自身未在表中，但父节点03尚未注册时，为保证有序性，暂不发送注册请求；
405、终端节点04收到根节点广播的更新后的TopoTable，用其更新本地的TopoTable，发现自身未在其中，且父节点03为“已注册状态”，则向上行方向发送注册请求RegRqt；
406、根节点在接收到终端节点04发送的注册请求后，执行与步骤402相同的操作，为终端节点分配注册IP；
407、终端节点04在接收到根节点广播的更新后的TopoTable后，用其更新本地的TopoTable，并将自身注册状态修改为已注册状态，并提取根节点分配的注册IP，并不再发送注册请求。
具体的，所述方法还可以包括：
在网络拓扑中有新加入的非根节点时，所述非根节点向根节点发送注册请求；所述注册请求中包含所述非根节点自身的MAC、所述非根节点的父节点MAC以及子节点MAC；
所述根节点根据接收到的所述注册请求，调整新加入的所述非根节点与当前网络拓扑中各节点之间的拓扑关系，所述拓扑关系为节点的父节点和子节点信息；
所述根节点用调整后的所述拓扑关系更新拓扑信息表，并在IP地址池中将最小的空闲IP地址填入到所述拓补信息表中与新加入的非根节点对应的注册IP中，并将更新后的拓补信息表下发给新加入的所述非根节点；
所述非根节点接收所述拓扑信息表，并获取自身对应的注册IP后，完成注册。
具体的，所述方法还可以包括：
在网络拓扑中有非根节点关电时，所述非根节点关电后自动把光纤切换为直通；
网络拓扑中的当前在线的非根节点在检测到自身跳数减小时，向根节点发送注册请求，所述注册请求中包含光纤切换为直通后所述在线非根节点的自身MAC、所述在线非根节点的父节点MAC以及子节点MAC；
根节点根据接收到的注册请求，调整当前在线非根节点的拓扑关系，并在拓扑信息表中删除关电的非根节点的拓扑信息，并将更新后的所述拓扑信息表下发给发送注册请求的非根节点设备。
以图5为例，以网络中有新设备加入网络的应用场景，以及，网元关电时的应用场景，对本发明实施的技术方案进行说明。
网络拓扑稳定后，可能有新的设备加入网络，也可能有设备关电，本发明实施例中规定非根节点设备关电后会自动把光纤切换为直通，从而导致拓扑的变化。
500、节点05为新加入网络中的设备，接到03和04之间，向上行发送注册请求Regrqt＝(05，03，04)；
501、根节点01收到注册请求Regrqt＝(05，03，04)后将05的父亲指向03，将04的父亲由03更改为05，更新TopoTable并下发；
502、节点05收到TopoTable后获取注册IP，完成注册；
503、节点03关电，根节点01和节点05之间光纤直通；
节点05在检测到HOP值减小时，向上行发送注册请求Regrqt＝(05，01，04)；
504、根节点收到后将节点05的父亲指向01，删除节点03，更新TopoTable并下发，完成拓扑变化。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例充分利用了SDH的开销字节和DCC通道，可实现快速、稳定的IP地址分配，同时，由于实现了二叉树数据结构的各个标准操作，网元的增加、删除都能够快速地反映为二叉树的变化，所以对拓扑变化频繁的网络尤为适用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种网元IP地址的分配方法，其特征在于，包括：
非根节点在自身为未注册状态，且所述非根节点的父节点为已注册状态时，向根节点发送注册请求；其中，在所述非根节点为中间节点时，所述中间节点将自身的拓扑信息表为空时，默认自身为未注册状态；所述中间节点向根节点发送注册请求，所述注册请求包括所述中间节点自身MAC、所述中间节点的父节点MAC以及子节点MAC；
所述根节点接收所述注册请求，根据所述注册请求将所述非根节点插入二叉树中对应的位置，并将IP地址池中最小的空闲IP地址分配给所述非根节点；
所述非根节点将所述空闲IP地址作为本地IP，并将自身设置为已注册状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根节点接收所述注册请求，根据所述注册请求将所述非根节点插入二叉树中对应的位置，并将IP地址池中最小的空闲IP地址分配给所述非根节点，包括：
所述根节点根据所述注册请求中所述中间节点的父节点MAC以及子节点MAC，将所述中间节点插入到二叉树中对应的位置；
所述根节点按照二叉树的先序遍历顺序更新拓扑信息表，所述拓扑信息表中包含网络拓扑中的各节点MAC、所述节点的父节点MAC以及所述节点的注册IP；
将IP地址池中最小的空闲IP地址填入所述拓扑信息表中与所述中间节点对应的注册IP中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述根节点向网络中广播包含所述中间节点注册IP的拓扑信息表。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述非根节点将所述空闲IP地址作为本地IP，并将自身设置为已注册状态，包括：
在所述非根节点为中间节点时，所述中间节点接收所述根节点广播的所述拓扑信息表，并用接收到的所述拓扑信息表更新自身的初始拓扑信息表；
所述中间节点在确定自身的拓扑信息已包含在接收到的所述拓扑信息表中时，将自身状态由未注册状态修改为已注册状态；
所述中间节点从所述拓扑信息表中提取自身的注册IP设定为本地IP，并不再发送所述注册请求。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述非根节点在自身为未注册状态，但所述非根节点的父节点也为未注册状态时，不向所述根节点发送注册请求；
所述非根节点为终端节点，所述终端节点的父节点为中间节点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述终端节点将自身的初始拓扑信息表为空时，默认自身为未注册状态。
7.根据权利要求1至6中任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在网络拓扑中有新加入的非根节点时，所述非根节点向根节点发送注册请求；所述注册请求中包含所述非根节点自身的MAC、所述非根节点的父节点MAC以及子节点MAC；
所述根节点根据接收到的所述注册请求，调整所述新加入的非根节点与当前网络拓扑中各节点之间拓扑关系，所述拓扑关系为节点的父节点和子节点；
所述根节点用调整后的所述拓扑关系更新拓扑信息表，并在IP地址池中将最小的空闲IP地址填入所述拓扑信息表中与新加入的非根节点对应的注册IP中，并将更新后的拓扑信息表下发给新加入的所述非根节点；
所述非根节点接收所述拓扑信息表，并获取自身对应的注册IP后，完成注册。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在网络拓扑中有非根节点关电时，所述非根节点关电后自动把光纤切换为直通；
网络拓扑中的当前在线的非根节点检测到自身跳数减小时，向所述根节点发送注册请求，所述注册请求中包含在光纤切换为直通后所述在线非根节点的自身MAC、所述在线非根节点的父节点MAC以及子节点MAC；
所述根节点根据接收到的注册请求，调整当前在线非根节点的拓扑关系，并在拓扑信息表中删除关电的非根节点的拓扑信息，并将更新后的所述拓扑信息表下发给发送注册请求的非根节点设备。
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Denomination of invention: A method of network element IP address assignment Effective date of registration: 20210430 Granted publication date: 20140604 Pledgee: Zhongguancun Beijing technology financing Company limited by guarantee Pledgor: BEIJING HUAHUAN ELECTRONICS Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000393 |
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