CN103428308A - 协助dhcp中继刷新地址安全表项的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种协助DHCP中继刷新地址安全表项的方法及对应装置，应用于网络的DHCP服务器上，该方法包括：在收到来自客户端的DHCP请求报文后，为DHCP客户端分配IP地址,并检查DHCP请求报文是否有中继标识；对有中继标识的DHCP请求报文，将对应分配出去的IP地址设置特定标识；当需要释放IP地址租约时，判断待释放的IP地址是否有特定标识；对有特定标识的IP地址释放所对应的IP地址租约，并发送报文通知DHCP中继刷新地址安全表项。本发明可以保证DHCP Relay地址安全表项的实时刷新，有效解决DHCP中继的用户地址安全表项较多，老化不及时的问题。

Description

协助DHCP中继刷新地址安全表项的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种协助DHCP中继刷新地址安全表项的方法及装置。
背景技术
DHCP采用客户端/服务器通信模式，由客户端向服务器提出配置申请，服务器返回为客户端分配的IP地址等相应的配置信息，以实现IP地址等信息的动态配置，通过DHCP中继完成动态配置的过程中，DHCP客户端与DHCP服务器的处理方式与不通过DHCP中继时的处理方式基本相同。
DHCP客户端释放动态获取的IP地址时，会向DHCP服务器单播发送DHCP-RELEASE报文，DHCP中继不会处理该报文的内容。如果此时DHCP中继上记录了该IP地址与MAC地址的绑定关系，则会造成DHCP中继的用户地址表项无法实时刷新。为了解决这个问题，DHCP中继支持动态用户地址表项的定时刷新功能，如下所示：
DHCP中继动态用户地址表项定时刷新功能开启时，DHCP中继每隔指定时间以客户端分配到的IP地址和DHCP中继接口的MAC地址向DHCP服务器发送DHCP-REQUEST报文：
如果DHCP中继接收到DHCP服务器响应的DHCP-ACK报文或在指定时间内没有接收到DHCP服务器的响应报文，则表明这个IP地址已经可以进行分配，DHCP中继会将动态用户地址表中对应的表项老化掉。为了避免地址浪费，DHCP中继收到DHCP-ACK报文后，会发送DHCP-RELEASE报文释放申请的IP地址；
如果DHCP中继接收到DHCP服务器响应的DHCP-NAK报文，则表示该IP地址的租约仍然存在，DHCP中继不会老化该IP地址对应的表项。
DHCP中继每隔指定时间（即为周期性）以客户端分配到的IP地址和DHCP中继口的MAC地址向DHCP服务器发送DHCP-REQUEST报文，导致以下三个问题：
1、网络中会周期性出现大量的DHCP-REQUEST、DHCP-ACK或者DHCP-NAK报文，大量的协议报文上送DHCP服务器CPU处理，导致CPU处理繁忙，DHCP上送CPU协议队列长期被占用，导致其他DHCP协议报文等无法处理。
2、由于DHCP中继周期性刷新动态地址表项，会出现服务器已经收到客户端的DHCP-RELEASE报文释放地址租约，或者DHCP服务器上租约到期之后，但是DHCP中继上还存在地址安全表项，在DHCP中继上不能实时刷新动态地址表项。
3、DHCP服务器释放地址租约后，DHCP中继上地址安全表项一直还在，占用DHCP中继的地址安全表项规格，导致在地址安全表项满规格的情况下用户上线不会产生授权ARP信息。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种协助DHCP中继刷新地址安全表项的方法，应用于网络的DHCP服务器上，所述网络还包括记录有用户地址表项的DHCP中继，所述方法包括：
步骤A，在收到来自客户端的DHCP请求报文后，为DHCP客户端分配IP地址，并检查该DHCP请求报文是否有中继标识;
步骤B，对有中继标识的DHCP请求报文，将对应分配出去的IP地址设置特定标识；
步骤C，在当需要释放IP地址租约时，用于判断待释放的IP地址是否有特定标识，如没有特定标识转步骤D，如有特定标识则转步骤E；
步骤D，释放待释放的IP地址所对应的IP地址租约；
步骤E，释放所对应的IP地址租约，并发送报文通知DHCP中继刷新与该IP地址对应的地址安全表项。
本发明还提供一种协助DHCP中继刷新地址安全表项的装置，应用于网络的DHCP服务器上，其中，
处理单元，用于根据DHCP请求报文为DHCP客户端分配IP地址，并检查DHCP请求报文是否有中继标识；
标识单元，用于对有中继标识的DHCP请求报文，将对应分配出去的IP地址设置特定标识；
判断单元，当需要释放IP地址租约时，用于判断待释放的IP地址是否有特定标识；
释放单元，用于释放待释放的IP地址所对应的IP地址租约；
通知单元，用于释放所对应的IP地址租约，并发送报文通知DHCP中继刷新与该IP地址对应的地址安全表项
本发明通过DHCP服务器在维护地址池表项时增加特定标识，感知所分配的IP地址经过DHCP中继的情况并及时给DHCP中继发送相应报文，通知DHCP中继刷新地址安全表项，保证DHCP中继地址安全表项的实时刷新，并有效解决了DHCP中继周期性向DHCP服务器发送大量释放IP请求报文，导致网络突发流量较大和DHCP服务器CPU处理繁忙的问题。
附图说明
图1是现有技术中DHCP Relay地址转发报文流程图；
图2是本发明中协助DHCP Relay刷新地址安全表项流程框图；
图3是本发明实施例中协助DHCP Relay刷新地址安全表项流程图；
图4是本发明实施例中协助DHCP Relay刷新地址安全表项装置逻辑结构图。
具体实施方式
传统的通过DHCP Relay（中继）完成动态配置的过程中，DHCP客户端与DHCP服务器的处理方式与不通过DHCP中继时的处理方式基本相同，如图1所示，DHCP中继功能的网络设备收到DHCP客户端以广播方式发送的DHCP-DISCOVER（发现）或DHCP-REQUEST（请求）报文后，将报文中的giaddr（中继IP地址）字段填充为DHCP中继的IP地址，并根据配置将报文单播转发给指定的DHCP服务器；DHCP服务器根据giaddr字段为客户端分配IP地址等参数，并通过DHCP中继将配置信息转发给客户端，完成对客户端的动态配置。
当DHCP客户端通过DHCP中继从DHCP服务器获取到IP地址时，DHCP中继会记录IP地址与MAC地址的绑定关系，但是由于DHCP客户端释放该IP地址时，会给DHCP服务器单播发送DHCP-RELEASE报文，DHCP中继不会处理该DHCP报文的内容，造成DHCP中继的与用户相关的地址安全表项不能被实时刷新。一种简单思考方式是改变DHCP中继的处理流程，然而事实上有些IP地址在租约到期的时候，客户端并不会发出DHCP-RELEASE报文，因此DHCP中继依然无法准确地更新前述地址安全表项。为了解决这个问题，本发明提供一种协助DHCP Relay刷新地址安全表项的解决方案来解决造成DHCP中继的用户地址安全表项较多，老化不及时的问题。在优选的实施方式中，本发明提供一种协助DHCP Relay刷新地址安全表项的装置，请参考图4，该装置应用于网络的DHCP服务器上，所述DHCP服务器的基本硬件环境包括CPU、内存、非易失性存储器以及其他硬件。该协助DHCP Relay刷新地址安全表项的装置在逻辑上包括：处理单元、标识单元、判断单元、释放单元、通知单元，请参考图2，该装置在运行过程中执行如下处理流程：
步骤201，处理单元在收到来自客户端的DHCP请求报文后，为DHCP客户端分配IP地址，并检查该DHCP请求报文是否有中继标识;
步骤202，对有中继标识的DHCP请求报文，将对应分配出去的IP地址设置特定标识；
步骤203，判断单元用于当需要释放IP地址租约时，判断待释放的IP地址是否有特定标识，如没有特定标识转步骤D，如有特定标识则转步骤E；
步骤204，释放单元用于释放所对应的IP地址租约;
步骤205，通知单元用于释放所对应的IP地址租约，并发送报文通知DHCP中继刷新与该IP地址对应的地址安全表项。
具体地，当DHCP服务器在接收到DHCP客户端申请IP地址的DHCP请求报文时，按照常规流程处理并为DHCP客户端分配IP地址。与现有技术不同的是，本发明同时需要判断DHCP请求报文是否有中继标识，该判断依据DHCP请求报文中携带的Option82字段，如果Option82字段中填充的是中继的信息，说明是经过DHCP中继申请的DHCP请求报文；如果Option82字段中无中继信息，说明是从DHCP客户端直接申请的DHCP请求报文。
为了清楚分辨IP地址的分配情况，DHCP服务器在维护DHCP地址池时，可以仅将经过DHCP中继申请到的IP地址做特定标识，对于从DHCP客户端直接申请到的IP地址不做特别处理；当然也可以将经过DHCP中继申请到的IP地址和从DHCP客户端直接申请到的IP地址均设置不同的标识。
在本实施例中，以标识为Relay或者Direct为例，将经过DHCP中继申请到的IP地址标识为Relay（中继），对于从DHCP客户端直接申请到的IP地址标识为Direct（直接）。以下为DHCP服务器IP地址标识表项：
IP MAC … IDENTIFY（标识）
X.X.X.X HHH-HHH-HHH ... Relay/Direct
如上所述，DHCP服务器收到客户端发送的DHCP-RELEASE（释放）报文时其需要释放该IP地址租约，也就是将分配给该客户端的IP地址回收，或者说DHCP服务器发现某个IP地址的租约到期时，也需要释放该IP地址租约，主动回收该IP地址。在本发明中，如图3所示，需要对待释放的IP地址进行判断。优选的实施例中，待释放的IP地址有两种情况：
（1）标识为Relay的IP地址；
（2）标识为Direct的IP地址。
DHCP服务器根据以上两种不同情况，分别做出不同的处理：如果IP地址标识为Direct，说明该IP地址是由DHCP客户端直接申请的，此时DHCP服务器只需释放该IP地址租约即可。如果标识为Relay，说明该IP地址当初经过DHCP中继申请的，那么除了要释放该IP地址租约之外，同时还要给DHCP中继发送DHCP-ACK（确认）报文，通知DHCP中继删除与该IP地址对应的地址安全表项（即删除该客户端的IP地址与MAC地址的对应关系记录）。在本实施方式中，使用DHCP-ACK通知DHCP中继刷新地址安全表项，当然也可以使用其他协议报文，比如一些私有协议报文。使用DHCP-ACK通知DHCP中继刷新地址安全表项的方法具体为：在通知DHCP中继的DHCP-ACK报文利用DHCP报文格式中Flags（标志字段：在DHCP报文格式中只使用了其左边的最高位，作为广播响应标识位）字段中的保留部分MBZ（Flags的保留位）设定一个标记，可定义为0001或者其他标记，该标记用于表征发给DHCP中继的DHCP-ACK报文为刷新地址安全表项的报文，通知DHCP中继刷新地址安全表项。
DHCP中继收到DHCP服务器发送的DHCP-ACK报文后，则会删除与该IP地址对应的地址安全表项，保证DHCP中继上地址安全表项能够实时刷新。本发明摒弃了现有方案中DHCP中继周期性刷新动态地址安全表项时，出现DHCP服务器已经收到客户端的DHCP-RELEASE报文释放地址租约或者DHCP服务器上IP地址租约到期之后，但是DHCP中继上还存在地址安全表项，此时未删除的IP地址占用DHCP中继的大量的地址安全表项，甚至会出现地址安全表项满规格的情况，在这种情况下会致使用户上线时就无法产生授权ARP信息等问题。从另一个角度说，本发明避免了现有技术中周期性DHCP中继与DHCP服务器之间大量的协议报文交互，避免了带宽的浪费，也避免了DHCP服务器的CPU处理资源的占用而影响正常DHCP申请报文处理的问题。
相对于现有技术来说，本发明根据DHCP请求报文的申请路径为地址池中已经被分配的IP地址进行特定标识，并对有特定标识的IP地址在释放租约时发送DHCP-ACK报文通知DHCP中继刷新地址安全表项，相应的DHCP中继接收到通知后按指示删除对应的地址安全表项，以达到DHCP中继根据实际释放的IP地址实时刷新地址安全表项，避免了地址安全表项满规格的情况，同时也可以解决传统技术中，DHCP中继周期性以客户端分配到的IP地址和DHCP中继口的MAC地址向DHCP服务器发送DHCP-RELEASE报文，导致网络中会定期突发流量较大和DHCP服务器的CPU处理繁忙的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种协助DHCP中继刷新地址安全表项的方法，应用于网络的DHCP服务器上，其特征在于，该方法包括：
步骤A，在收到来自客户端的DHCP请求报文后，为DHCP客户端分配IP地址，并检查该DHCP请求报文是否有中继标识；
步骤B，对有中继标识的DHCP请求报文，将对应分配出去的IP地址设置特定标识；
步骤C，当需要释放IP地址租约时，判断待释放的IP地址是否有特定标识，如没有特定标识转步骤D，如有特定标识则转步骤E；
步骤D，释放所对应的IP地址租约;
步骤E，释放所对应的IP地址租约，并发送报文通知DHCP中继刷新与该IP地址对应的地址安全表项。
2.如权利要求1所述的协助DHCP中继刷新地址安全表项的方法，其特征在于，步骤A中所述检查请求报文是否有中继标识，进一步包括，判断DHCP请求报文中携带的Option82字段填充的是否有中继的信息，如是则确定该报文为有中继标识的DHCP请求报文。
3.如权利要求1所述的协助DHCP中继刷新地址安全表项的方法，其特征在于，步骤E所述发送的通知DHCP中继刷新地址安全表项的报文为DHCP-ACK报文。
4.如权利要求3所述的协助DHCP中继刷新地址安全表项的方法，其特征在于，所述通知DHCP中继刷新地址安全表项的方法具体为：在所述DHCP-ACK报文Flags字段中的保留部分做一个标记，该标记用于表征发给DHCP中继的DHCP-ACK报文为刷新地址安全表项的报文。
5.一种协助DHCP中继刷新地址安全表项的装置，应用于网络的DHCP服务器上，包括用于接收DHCP客户端以及DHCP中继发送的与地址相关的请求报文的接收单元，其特征在于，还包括：
处理单元，用于在收到来自客户端的DHCP请求报文后为DHCP客户端分配IP地址，并检查DHCP请求报文是否有中继标识；
标识单元，用于对有中继标识的DHCP请求报文，将对应分配出去的IP地址设置特定标识；
判断单元，当需要释放IP地址租约时，用于判断待释放的IP地址是否有特定标识；
释放单元，用于释放待释放的IP地址所对应的IP地址租约；
通知单元，用于在释放有特定标识对应的IP地址租约时，发送报文通知DHCP中继刷新与该IP地址对应的地址安全表项。
6.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理单元中检查DHCP请求报文是否有中继标识，进一步是根据DHCP请求报文中携带的Option82字段填充的是否为中继的信息来判断，如是则确定该报文为有中继标识的DHCP请求报文。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，通知单元中所述发送的通知DHCP中继刷新地址安全表项的报文为DHCP-ACK报文。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述通知DHCP中继刷新地址安全表项的方法具体为：在所述DHCP-ACK报文Flags字段中的保留部分做一个标记，该标记用于表征发给DHCP Relay的DHCP-ACK报文为刷新地址安全表项的报文。
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