CN103281203A - 一种基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法，属于一种网络管理方法，包括：DHCP服务器初始化；DHCP服务器通过DHCP协议模块接收DHCP报文并解析客户端mac地址和客户端IP地址；DHCP协议模块在保留地址列表中匹配客户端mac地址；DHCP协议模块在已使用地址列表中匹配客户端mac地址；DHCP协议模块在已使用地址列表中匹配客户端的IP地址；DHCP协议模块在未使用地址列表为客户端分配一IP地址；DHCP协议模块进行IP冲突检测；DHCP协议模块在未使用地址列表中重新为客户端选择IP地址。本发明的有益效果是：实现了ecos系统中网络地址的保留功能。

Description

一种基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法

技术领域

本发明涉及一种网络管理方法，尤其涉及一种基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法。

背景技术

eCos系统(embedded Configurable operating system)，即嵌入式可配置操作系统。eCos弥补了Linux在嵌入式应用领域的不足，是一个源码开放的可配置、可移植、无版税、面向深嵌入式应用的实时操作系统。eCos的核心部分是由不同的组件组成的，包括内核、C语言库和底层运行包等。每个组件能提供大量的可配置选项，利用eCos提供的配置工具可以很方便地进行配置。ecos系统可实现源码行级别的配置，与嵌进式linux相比，eCos最小版本只有几百个字节，体积小巧，非常适合小型嵌进式系统的开发。同时，eCos使用了多任务抢占机制,具有最小的中断延迟,支持嵌进式系统所需的所有同步原语,并拥有灵活的调度策略和中断处理机制，具有良好的实时性。因此，相对于其他嵌进式操纵系统而言，eCos更适合于处理实时性信号如WLAN等通讯设备的开发。

目前ecos系统中的DHCP支持依次进行已使用列表的匹配和可用地址的分配。但是在网络管理中，经常需要给网络中的客户端mac分配固定的IP地址以满足特定需求，而现行的ecos系统中的DHCP地址分配的机制已经无法满足日常的使用需求，因为将保留IP地址加入已使用列表中，存在过期后清空的问题。因此需要一种能够在ecos系统中实现网络地址的保留功能，提高DHCP网络地址的可管理性，实现降低服务器的维护成本。

发明内容

针对以上所述的问题，本发明提供了一种基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法，以实现ecos系统中的网络地址保留功能。

一种基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法，其中，安装有DHCP协议模块的DHCP服务器形成于所述ecos系统上；所述DHCP协议模块包括一用于记录mac地址与DHCP地址池中IP地址静态绑定规则的保留地址列表、一用于记录由所述DHCP服务器分配IP地址的客户端mac地址与分配IP地址映射关系的已使用地址列表，以及一用于记录DHCP地址池中未分配IP地址的未使用地址列表；所述DHCP地址分配管理方法具体包括如下步骤：

步骤1.所述DHCP服务器初始化；

步骤2.所述DHCP服务器通过所述DHCP协议模块接收由客户端发送的DHCP报文并解析客户端mac地址和客户端IP地址；

步骤3.所述DHCP协议模块在所述保留地址列表中匹配所述客户端mac地址；如果匹配成功，则返回所述保留地址列表中对应所述客户端mac地址的IP地址，进入步骤7进行IP冲突检测；否则进入步骤4；

步骤4.所述DHCP协议模块在所述已使用地址列表中匹配所述客户端mac地址；如果匹配成功，则返回所述已使用地址列表中对应所述客户端mac地址的IP地址，进入步骤7进行IP冲突检测；如果匹配不成功，则进入步骤5；

步骤5.所述DHCP协议模块在所述已使用地址列表中匹配所述客户端的IP地址；如果匹配成功，则返回所述客户端的IP地址，进入步骤7进行IP冲突检测；如果匹配不成功，则进入步骤6；

步骤6.所述DHCP协议模块在所述未使用地址列表为客户端分配一IP地址，并在所述保留地址列表中匹配于所述未使用地址列表中分配的IP地址；如果匹配不成功，则进入步骤7对步骤6中分配的IP地址进行IP冲突检测；如果匹配成功，则进入步骤8；

步骤7.所述DHCP协议模块进行IP冲突检测；如果不存在IP冲突，则所述DHCP协议模块将步骤7中进行冲突检测的IP地址分配给客户端，所述DHCP地址分配管理方法结束；否则进入步骤8；

步骤8.所述DHCP协议模块在所述未使用地址列表中重新为客户端选择IP地址，并对步骤8中于未使用地址列表中重新选择的IP地址进行IP冲突检测，如果不存在IP冲突，则将步骤8中选择的IP地址分配给客户端；如果存在冲突，则所述DHCP协议模块迭代执行步骤8中的操作，直到所选择的IP地址不存在IP冲突。

优选的，所述步骤1具体包括如下步骤：

步骤11.所述DHCP服务器获取接口名称，并运行DHCP协议；

步骤12.所述DHCP协议模块初始化保留地址列表，地址池以及租约时间。优选的，所述步骤2中具体包括步骤：

步骤21.所述DHCP协议模块解析所述DHCP报文中的客户端mac地址和IP地址；

步骤22.所述DHCP协议模块判断客户端的mac地址是否全为0或全为1；

如果是，则所述DHCP地址分配管理方法结束；如果不是，则进入步骤23；

步骤23.所述DHCP协议模块判断客户端的mac地址是否为所述DHCP服务器的mac地址，如果是，则所述DHCP地址分配管理方法结束；如果不是，则进入所述步骤3。

优选的，所述步骤7中，DHCP协议模块通过arp广播进行IP冲突检测。

优选的，所述步骤8中具体包括如下特征：

步骤81.所述DHCP协议模块重新选择一个位于所述未使用列表中的IP地址；

步骤82.所述DHCP协议模块分析所述步骤81中重新选择的IP地址，是否为服务器地址，如果是，则进入步骤85；否则进入步骤83；

步骤83.所述DHCP协议模块在所述保留地址列表中匹配所述步骤81中重新选择的IP地址，如果匹配成功，则进入步骤85；否则进入步骤84；

步骤84.所述DHCP对所述步骤81中重新选择的IP地址进行IP冲突检测，如果存在IP冲突，则进入步骤85，否则进入步骤86；

步骤85.所述DHCP协议模块判断所述再分配IP是否为所述未使用列表中的最后一个可用IP地址，如果是，则步骤8结束；如果不是，则返回步骤81；

步骤86.所述DHCP协议模块将所述步骤81中重新选择的IP地址分配给客户端。

本发明的有益效果是：

解决了将保留IP地址列表加入已使用列表中，过期后会清空的问题，保证了设置的作用时间，从而实现了ecos系统中网络地址的保留功能，实现了降低服务器的维护成本。

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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法的实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

一种基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法，ecos系统中包括一安装有DHCP协议模块的DHCP服务器；DHCP协议模块包括一用于记录mac地址与DHCP地址池中IP地址静态绑定规则的保留地址列表、一用于记录由DHCP服务器分配IP地址的客户端mac地址与分配IP地址映射关系的已使用地址列表，以及一用于记录DHCP地址池中未分配IP地址的未使用地址列表。

图1为本发明一种基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法的实施例的流程示意图。DHCP地址分配管理方法具体包括如下步骤：

步骤1.DHCP服务器初始化。在一种具体实施方式中，步骤1具体包括如下步骤：步骤11.DHCP服务器获取接口名称，并运行DHCP协议；步骤12.DHCP协议模块初始化保留地址列表，地址池以及租约时间。上述的初始化方法，是以枚举法的方式进行初始化的。由于一台DHCP服务器的可能存在多个地址池以及相应的租约时间、保留地址列表等等，以满足不同网段设置的需求，因此通过枚举的方式，将上述的可用于针对多个网段的多个地址池等设置一一进行初始化，其中保留地址列表以追加的方式加入到DHCP服务器的链表中去。

步骤2.DHCP服务器通过DHCP协议模块接收由客户端发送的DHCP报文并解析客户端mac地址和客户端IP地址。当客户端为刚连入网络中，申请DHCP服务器的动态地址分配时，由于此时其没有IP地址，因此采取的是广播的方式，DHCP报文中源IP地址为0.0.0.0，目标IP为255.255.255.255；而当客户端申请租约续期时，由于其已经知道DHCP服务器的IP地址，因此采用单播的方式发送请求。在步骤2的一种优选的实施方式中，步骤2中具体包括步骤：

步骤21.DHCP协议模块解析DHCP报文中的客户端mac地址和IP地址。

步骤22.DHCP协议模块判断客户端的mac地址是否全为0或全为1；如果是，则DHCP地址分配管理方法结束；如果不是，则进入步骤23。如果出现mac地址均为1或0的情况，

步骤23.DHCP协议模块判断客户端的mac地址是否为DHCP服务器的mac地址，如果是，则DHCP地址分配管理方法结束；如果不是，则进入步骤3。

步骤3.DHCP协议模块在保留地址列表中匹配客户端mac地址；如果匹配成功，则返回保留地址列表中对应客户端mac地址的IP地址，进入步骤7进行IP冲突检测；否则进入步骤4。当DHCP协议模块在保留列表中匹配到客户端mac地址，则说明该mac为保留的mac地址，需要分配保留地址列表中的特定IP地址。而如果匹配失败，则说明该mac地址并非保留的mac地址，可以进行网络IP地址的动态匹配。具体匹配方式为，DHCP协议模块将该客户端mac地址在保留地址列表中从表头开始进行匹配，如果匹配成功，则结束，如果失败，则判断是否到达链表尾部，如果是，则匹配结束，如果不是，则进行链表中下一个mac地址的匹配。

步骤4.DHCP协议模块在已使用地址列表中匹配客户端mac地址；如果匹配成功，则返回已使用地址列表中对应客户端mac地址的IP地址，进入步骤7进行IP冲突检测；如果匹配不成功，则进入步骤5。当客户端的mac地址出现在DHCP协议模块的已使用地址列表中时，说明该客户端为经DHPC服务器分配地址后，又重新申请DHCP服务器的动态地址分配。例如客户端IP地址的租期经过了预设的时间，例如可以是租期的一半时间，再次申请IP地址租约的续期。而当客户端的mac地址在已使用地址列表中匹配失败时，则说明该mac地址并未经过DHCP服务器的动态地址分配，例如，可以是一台新接入的客户端首次申请DHCP服务器的IP地址动态分配，或者客户端之前自行进行了手动的IP地址设定，之后又重新申请DHCP服务器IP地址的动态分配。具体匹配方式为，DHCP协议模块将该客户端mac地址在已使用地址列表中从表头开始进行匹配，如果匹配成功，则结束，如果失败，则判断是否到达链表尾部，如果是，则匹配结束，如果不是，则进行链表中下一个mac地址的匹配。

步骤5.DHCP协议模块在已使用地址列表中匹配客户端的IP地址；如果匹配成功，则返回客户端的IP地址，进入步骤7进行IP冲突检测；如果匹配不成功，则进入步骤6。客户端的mac地址不存在于已使用地址列表中，但是其IP地址存在于已使用地址列表中的情况，可以是之前网络中有客户端经过DHCP服务器进行了动态IP地址的分配，因此DHCP服务器将该分配的IP地址和该客户端mac地址写入了已使用地址列表中。随后，该客户端断开了网络连接，但此时IP地址的租期尚未结束。此时，又有一台新的客户端加入了该网络中，并自行手动设定了与上述DHCP服务器分配IP地址相同的IP地址，并在之后又重新申请了DHCP服务器的IP地址动态分配。因此出现了客户端mac地址不在已使用地址列表，但其IP地址却在已使用地址列表中的情况。具体匹配方式为，DHCP协议模块将该客户端IP地址在已使用地址列表中从表头开始进行匹配，如果匹配成功，则结束，如果失败，则判断是否到达链表尾部，如果是，则匹配结束，如果不是，则进行链表中下一个IP地址的匹配。

步骤6.DHCP协议模块在未使用地址列表为客户端分配一IP地址，并在保留地址列表中匹配于未使用地址列表中分配的IP地址；如果匹配不成功，则进入步骤7对步骤6中分配的IP地址进行IP冲突检测；如果匹配成功，则进入步骤8。在一种优选的实施方式中，DHCP协议模块读取出未使用列表的起始地址和结束地址，并取该列表中起始地址分配给客户端。

步骤7.DHCP协议模块进行IP冲突检测；如果不存在IP冲突，则DHCP协议模块将步骤7中进行冲突检测的IP地址分配给客户端，DHCP地址分配管理方法结束；否则进入步骤8。经过上述步骤3至步骤6的匹配后，都需要进行IP冲突的检测，以防止网络中有些客户端自己先行手动设置了相同的IP地址，造成IP地址的冲突，导致无法正常使用网络。在一种优选的实施方式中，步骤7中，DHCP协议模块通过arp广播进行IP冲突检测，以识别网络中是否有其他使用该IP地址的设备。

步骤8.DHCP协议模块在未使用地址列表中重新为客户端选择IP地址，并对步骤8中于未使用地址列表中重新选择的IP地址进行IP冲突检测，如果不存在IP冲突，则将步骤8中选择的IP地址分配给客户端；如果存在冲突，则DHCP协议模块迭代执行步骤8中的操作，直到所选择的IP地址不存在IP冲突。在一种具体实施方式中，步骤8中具体包括如下步骤：

步骤81.DHCP协议模块重新选择一个位于未使用列表中的IP地址；较优的，选择未使用列表中的第一个IP地址。

步骤82.DHCP协议模块分析步骤81中重新选择的IP地址，是否为服务器地址，如果是，则进入步骤85；否则进入步骤83；

步骤83.DHCP协议模块在保留地址列表中匹配步骤81中重新选择的IP地址，如果匹配成功，则进入步骤85；否则进入步骤84；

步骤84.DHCP对步骤81中重新选择的IP地址进行IP冲突检测，如果存在IP冲突，则进入步骤85，否则进入步骤86；

步骤85.DHCP协议模块判断步骤81中重新选择的IP地址是否为未使用列表中的最后一个可用IP地址，如果是，则步骤8结束；如果不是，则返回步骤81；

步骤85.DHCP协议模块将步骤81中重新选择的IP地址分配给客户端。

在另一种具体的实施方式中，步骤8中具体包括如下步骤；

步骤81.DHCP协议模块获得DHCP地址池的起始地址和结束地址，并选择一个位于地址池中的IP地址。优选的，DHCP协议模块将步骤7中进行冲突检测的IP地址在未使用列表的范围内，地址加1，作为重新选择的IP地址，以实现快速分配。

步骤82.DHCP协议模块分析步骤81中重新选择的IP地址是否为服务器地址，如果是，则进入步骤84。否则进入步骤83。

步骤83.DHCP协议模块在已使用地址列表中匹配步骤81中重新选择的IP地址，如果匹配成功，则进入步骤86。否则进入步骤84。

步骤84.DHCP协议模块在保留地址列表中匹配步骤81中重新选择的IP地址，如果匹配成功，则进入步骤86。否则进入步骤85。

步骤85.DHCP对步骤81中重新选择的IP地址进行IP冲突检测，如果存在IP冲突，则进入步骤86，否则进入步骤87；

步骤86.DHCP协议模块判断步骤81中重新选择的IP地址是否为未使用列表中的最后一个可用IP地址，如果是，则步骤8结束。如果不是，则返回步骤81。

步骤87.DHCP协议模块将步骤81中重新选择的IP地址分配给客户端。

本发明通过引进地址保留机制，实现了ecos系统中对固定的MAC地址(物理地址)分配固定的IP地址，同时可以保证其他的主机可以正常获取到IP地址和相关参数，以确保网络中的用户的正常使用。因而满足了为服务器以及软件设置固定的IP地址的现实需求，形成了IP地址的统一分配以及管理，有效的避免设置静态地址的管理困难的弊端，是一种健全的网络IP地址以及参数管理的机制。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法，其特征在于，

安装有DHCP协议模块的DHCP服务器形成于所述ecos系统上；

所述DHCP协议模块包括一用于记录mac地址与DHCP地址池中IP地址静态绑定规则的保留地址列表、一用于记录由所述DHCP服务器分配IP地址的客户端mac地址与分配IP地址映射关系的已使用地址列表，以及一用于记录DHCP地址池中未分配IP地址的未使用地址列表；

所述DHCP地址分配管理方法具体包括如下步骤：

步骤1.所述DHCP服务器初始化；

步骤2.所述DHCP服务器通过所述DHCP协议模块接收由客户端发送的DHCP报文并解析客户端mac地址和客户端IP地址；

步骤3.所述DHCP协议模块在所述保留地址列表中匹配所述客户端mac地址；如果匹配成功，则返回所述保留地址列表中对应所述客户端mac地址的IP地址，进入步骤7进行IP冲突检测；否则进入步骤4；

步骤4.所述DHCP协议模块在所述已使用地址列表中匹配所述客户端mac地址；如果匹配成功，则返回所述已使用地址列表中对应所述客户端mac地址的IP地址，进入步骤7进行IP冲突检测；如果匹配不成功，则进入步骤5；

步骤5.所述DHCP协议模块在所述已使用地址列表中匹配所述客户端的IP地址；如果匹配成功，则返回所述客户端的IP地址，进入步骤7进行IP冲突检测；如果匹配不成功，则进入步骤6；

步骤6.所述DHCP协议模块在所述未使用地址列表为客户端分配一IP地址，并在所述保留地址列表中匹配于所述未使用地址列表中分配的IP地址；如果匹配不成功，则进入步骤7对步骤6中分配的IP地址进行IP冲突检测；如果匹配成功，则进入步骤8；

步骤7.所述DHCP协议模块进行IP冲突检测；如果不存在IP冲突，则所述DHCP协议模块将步骤7中进行冲突检测的IP地址分配给客户端，所述DHCP地址分配管理方法结束；否则进入步骤8；

步骤8.所述DHCP协议模块在所述未使用地址列表中重新为客户端选择IP地址，并对步骤8中于未使用地址列表中重新选择的IP地址进行IP冲突检测，如果不存在IP冲突，则将步骤8中选择的IP地址分配给客户端；如果存在冲突，则所述DHCP协议模块迭代执行步骤8中的操作，直到所选择的IP地址不存在IP冲突。

2.如权利要求1所述的基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法，其特征在于，所述步骤1具体包括如下步骤：

步骤11.所述DHCP服务器获取接口名称，并运行DHCP协议；

步骤12.所述DHCP协议模块初始化保留地址列表，地址池以及租约时间。

3.如权利要求1所述的基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法，其特征在于，所述步骤2中具体包括步骤：

步骤21.所述DHCP协议模块解析所述DHCP报文中的客户端mac地址和IP地址；

步骤22.所述DHCP协议模块判断客户端的mac地址是否全为0或全为1；

如果是，则所述DHCP地址分配管理方法结束；如果不是，则进入步骤23；

步骤23.所述DHCP协议模块判断客户端的mac地址是否为所述DHCP服务器的mac地址，如果是，则所述DHCP地址分配管理方法结束；如果不是，则进入所述步骤3。

4.如权利要求1所述的基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法，其特征在于，所述步骤7中，DHCP协议模块通过arp广播进行IP冲突检测。

5.如权利要求1所述的基于ecos系统的DHCP地址分配管理方法，其特征在于，所述步骤8中具体包括如下特征：

步骤81.所述DHCP协议模块重新选择一个位于所述未使用列表中的IP地址；

步骤82.所述DHCP协议模块分析所述步骤81中重新选择的IP地址，是否为服务器地址，如果是，则进入步骤85；否则进入步骤83；

步骤83.所述DHCP协议模块在所述保留地址列表中匹配所述步骤81中重新选择的IP地址，如果匹配成功，则进入步骤85；否则进入步骤84；

步骤84.所述DHCP对所述步骤81中重新选择的IP地址进行IP冲突检测，如果存在IP冲突，则进入步骤85，否则进入步骤86；

步骤85.所述DHCP协议模块判断所述步骤81中重新选择的IP地址是否为所述未使用列表中的最后一个可用IP地址，如果是，则步骤8结束；如果不是，则返回步骤81；

步骤86.所述DHCP协议模块将所述步骤81中重新选择的IP地址分配给客户端。

Images