CN104158917A - 回收动态主机配置协议客户端的ip地址的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了回收DHCP客户端的IP地址的方法及设备。方法包括：当DHCP中继设备发现本地新增了ARP表项时，将该ARP表项添加到DHCP客户端IP地址缓存表中；当DHCP中继设备获得下线客户端的MAC地址时，根据该MAC地址，在DHCP客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP释放报文中发送给DHCP服务器，同时删除该IP地址对应的DHCP客户端IP地址缓存表项。本发明能够及时回收下线客户端的IP地址。

Description

回收动态主机配置协议客户端的IP地址的方法及设备
技术领域
本发明涉及地址分配技术领域，具体涉及回收动态主机配置协议（DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol）客户端的因特网协议（IP，Internet Protocol）地址的方法及设备。
背景技术
DHCP用来为网络设备动态地分配IP地址等网络配置参数。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。
针对客户端的不同需求，DHCP提供三种IP地址分配策略：手工分配、自动分配和动态分配，其中绝大多数客户端采用动态分配方式。动态分配地址，即DHCP服务器为客户端分配具有一定有效期限的IP地址，到达使用期限后，客户端需要重新申请地址。
在DHCP的典型应用中，对于比较简单的网络环境，一般包含一台DHCP服务器和多台客户端（如PC和便携机），由于客户端获取IP地址过程中，DHCP报文都是广播发送的，所以要求DHCP服务器和DHCP客户端属于同一网段。实际中对于稍大点的网络，并不能保证DHCP服务器和DHCP客户端属于同一网段，DHCP服务器往往同时需要为多个不同网段的DHCP客户端分配IP地址，因此又引入了DHCP中继技术，完成跨网段情况下的IP地址动态获取。
现有的不包含DHCP中继设备的DHCP组网如图1所示，对应的IP地址获取过程如图2所示，主要通过四个阶段进行：
（1）发现阶段，即DHCP客户端寻找DHCP服务器的阶段。客户端以广播方式发送DHCP发现（Discover）报文。
（2）提供阶段，即DHCP服务器提供IP地址的阶段。DHCP服务器接收到客户端的DHCP Discover报文后，根据IP地址分配的优先次序选出一个IP地址，与其他参数一起通过DHCP提供（Offer）报文发送给客户端。DHCPOffer报文的发送方式由DHCP Discover报文中的标志（flag）字段决定。
（3）选择阶段，即DHCP客户端选择IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向该客户端发来DHCP Offer报文，客户端只接受第一个收到的DHCP Offer报文，然后以广播方式发送DHCP请求（Request）报文，该报文中包含DHCP服务器在DHCP Offer报文中分配的IP地址。
（4）确认阶段，即DHCP服务器确认IP地址的阶段。DHCP服务器收到DHCP客户端发来的DHCP Request报文后，只有DHCP客户端选择的服务器会进行如下操作：如果确认将地址分配给该客户端，则返回DHCP确认（ACK）报文；否则返回DHCP拒绝（NAK）报文，表明地址不能分配给该客户端。
现有的包含DHCP中继设备的DHCP组网如图3所示，对应的IP地址获取过程如图4所示。其中，通过DHCP中继完成IP地址动态获取的过程中，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。下面只说明DHCP中继的转发过程，具体如下：
（1）DHCP中继设备收到DHCP客户端以广播方式发送的DHCPDiscover或DHCP Request报文后，将报文中的网关IP地址（giaddr）字段填充为DHCP中继设备的IP地址，并根据配置将报文单播转发给指定的DHCP服务器。
（2）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中继设备将配置信息转发给客户端，完成对客户端的动态配置。
如果采用动态地址分配策略，则DHCP服务器分配给客户端的IP地址有一定的租借期限，当租借期满后服务器会收回该IP地址。如果DHCP客户端希望继续使用该地址，需要更新IP地址租约。具体来说，在DHCP客户端的IP地址租约期限达到一半时间时，DHCP客户端会向为它分配IP地址的DHCP服务器单播发送DHCP Request报文，以进行IP地址租约的更新。如果客户端可以继续使用此IP地址，则DHCP服务器回应DHCP ACK报文，通知DHCP客户端已经获得新IP地址租约；如果此IP地址不可以再分配给该客户端，则DHCP服务器回应DHCP NAK报文，通知DHCP客户端不能获得新的租约。如果在租约的一半时间进行的续约操作失败，DHCP客户端会在租约期限达到7/8时，广播发送DHCP Request报文进行续约。DHCP服务器的处理方式同上，不再赘述。
当客户端下线后，需要及时收回IP地址，以便将该IP地址及时分配给其他客户端。
图5为现有的采用DHCP客户端-接入交换机-DHCP中继设备-DHCP服务器组网方式的DHCP典型组网图，如图5所示，客户端PC连接到各自对应的接入层的二层交换机上，然后二层交换机连接DHCP中继设备，DHCP中继设备同时作为网关，然后DHCP中继设备通过中间网络连接DHCP服务器。
以图5为例，目前比较常用的回收下线客户端的IP地址的技术有如下两种：
一种是通过在DHCP中继设备上开启DHCP窥探（Snooping）功能，通过监听和解析经过的DHCP报文，最终会形成一张DHCP Snooping安全特性表，表中记录了客户端的媒体接入控制（MAC，Media Access Control）地址和动态获取的IP地址，即客户端的IP+MAC地址表项。然后DHCP中继设备会定期探测客户端，例如发送Ping报文或地址解析协议（ARP，AddressResolution Protocol）报文给客户端，看客户端是否有回应，来判断客户端是否已经下线，若该客户端超时未响应探测报文则判定该客户端不在线，老化该客户端对应的安全特性表；最后对于探测实际未在线的用户发送由DHCP中继设备构造关联该用户的DHCP释放（Release）报文给DHCP服务器，来达到对DHCP服务器中相应IP地址释放的目的。
另外一种也是DHCP中继设备探测到客户端不在线后，代替客户端向DHCP服务器发送对应IP地址的DHCP Release报文，以此来达到对DHCP服务器中相应IP地址释放的目的。主要不同之处在于DHCP中继设备检测客户端是否已下线的方式不一样，DHCP中继设备的用户下线检测功能以ARP表项老化功能为基础，ARP表项老化时认为该表项对应的用户已经下线，会删除对应的用户DHCP Snooping安全特性表项。同时，DHCP中继设备还会向DHCP服务器发送DHCP Release报文，释放下线用户的IP地址租约。
上述第一种方法的主要缺点如下：
一、DHCP中继设备需要定期轮询后，才能发现客户端已不在线，进而通知DHCP服务器释放对应的IP地址，这样会造成IP地址不能及时回收，当IP地址比较紧张时，可能会导致其他客户端无法获取到IP地址。
二、通过DHCP中继设备主动发送ARP或者ICMP报文，等待客户端回应的方式，有时并不能有效地判断DHCP客户端已经下线，因为现在很多客户端会开启防火墙，对ICMP或ARP报文不会回应，这样会造成：无法准确检测到客户端是否下线，从而也会造成IP地址不能及时回收。
三、DHCP中继设备需要通过窥探DHCP客户端和DHCP服务器之间的全部的DHCP交互报文并提取报文中的关键字段，而后创建一张全新的安全特性表。为了维护安全特性表，当轮询定时器到时，中继设备需要针对安全特性表中相应表项全部地发送ARP或因特网控制消息协议（ICMP，InternetControl Message Protocol）报文进行用户在线探测。假使下联客户端数量庞大，每次轮询的表项数量大时，安全特性表的探测定时器触发的瞬间可能会对中继设备产生巨大压力。且按照上述方法，在接入层网络中将无时不充斥着大量ARP或ICMP报文，不利于网络维护。
上述第二种方法的主要缺点如下：
一、由于ARP表项的老化是需要一段时间的，一般默认是20分钟。这意味着客户端下线之后，还要等待几十分钟的时间，才能探测到客户端已经下线，从而导致对应的IP地址不能及时回收。
二、由于ARP表项老化有时并不能代表客户端已经下线，假如客户端只是一段时间没有和其他网络设备通信而已，这样DHCP中继设备作为网关，对应的ARP表项自然会老化，但实际上客户端并没有下线，从而导致IP地址被过早回收。
发明内容
本发明提供回收DHCP客户端的IP地址的方法及设备，以使得在DHCP客户端下线后，DHCP服务器能够及时回收IP地址。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种回收动态主机配置协议DHCP客户端的IP地址的方法，应用于包含客户端、中继设备及地址分配服务器的DHCP网络中的中继设备上，该方法包括：
当中继设备发现本地新增了地址解析协议ARP表项时，将该ARP表项添加到本地建立的客户端IP地址缓存表中，所述ARP表项包含：IP地址字段和媒体接入控制MAC地址字段；
当中继设备获得下线客户端的MAC地址时，在所述客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP的IP地址释放报文中发送给地址分配服务器，同时删除客户端IP地址缓存表中的对应表项；
其中，所述下线客户端的MAC地址为：接入交换机或者中继设备上的关闭shutdown端口所连接的客户端的MAC地址。
当所述客户端通过接入交换机连接到所述中继设备时，所述中继设备获得下线客户端的MAC地址为：
中继设备接收接入交换机发来的下线客户端的MAC地址，其中，所述下线客户端的MAC地址为：当接入交换机发现自身与客户端直连的端口关闭shutdown时，接入交换机根据端口与MAC地址的绑定关系查找该端口对应的MAC地址，将查找到的MAC地址作为下线客户端的MAC地址发送给中继设备。
预先在所述中继设备与所述接入交换机上使能连通错误检测CFD的以太网告警指示信号EAIS功能，并在接入交换机的CFD模块上注册端口关闭shutdown事件；
且，所述中继设备接收接入交换机发来的下线客户端的MAC地址为：
中继设备接收接入交换机发来的EAIS报文，该报文的扩展类型长度值TLV中携带下线客户端的MAC地址；
且所述中继设备接收接入交换机发来的下线客户端的MAC地址的同时进一步包括：中继设备从接收端口返回一个EAIS报文。
所述中继设备与所述接入交换机直连，所述中继设备接收接入交换机发来的下线客户端的MAC地址为：中继设备接收接入交换机发来的链路层发现协议LLDP报文，该报文的扩展类型长度值TLV中携带下线客户端的MAC地址，或者，
所述中继设备与所述接入交换机直连或跨设备连接，且当跨设备连接时，将接入交换机与中继设备间的各设备配置成服务桥，所述中继设备接收接入交换机发来的下线客户端的MAC地址为：中继设备接收接入交换机发来的LLDP报文，该报文的扩展TLV中携带下线客户端的MAC地址。
当所述客户端以所述中继设备作为接入设备时，所述中继设备获得下线客户端的MAC地址包括：
当中继设备发现本地一MAC地址表项老化时，将该表项放入本地建立的老化MAC地址表副本中；中继设备实时监测自身与各客户端直连的端口，当发现一端口关闭shutdown时，在本地MAC地址表和/或老化MAC地址表副本中查找该端口标识对应的MAC地址，将查找到的MAC地址作为所述下线客户端的MAC地址，其中，当在老化MAC地址表副本中查找到关闭端口标识对应的MAC地址时，删除老化MAC地址表副本中对应的表项。
一种DHCP中继设备，该DHCP中继设备包括：
客户端IP地址缓存模块：当发现本地新增了ARP表项时，将该ARP表项添加到客户端IP地址缓存表中；
下线客户端IP地址查找模块：当获得下线客户端的MAC地址时，根据该MAC地址，在客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP的IP地址释放报文中发送给DHCP服务器，同时删除该IP地址对应的客户端IP地址缓存表项，其中，所述下线客户端的MAC地址为：接入交换机或者本设备上的关闭shutdown端口所连接的客户端的MAC地址。
所述客户端通过接入交换机连接到本中继设备，所述下线客户端IP地址查找模块通过接收接入交换机发来的包含下线客户端的MAC地址的报文的方式获得所述下线客户端的MAC地址，其中，所述下线客户端的MAC地址为：当接入交换机发现自身与客户端直连的端口关闭shutdown时，接入交换机根据端口与MAC地址的绑定关系查找该端口对应的MAC地址，将查找到的MAC地址作为下线客户端的MAC地址发送给中继设备。
所述下线客户端IP地址查找模块包括：
CFD模块：当接收到接入交换机发来的携带下线客户端的MAC地址的EAIS报文时，从接收端口返回一个EAIS报文，将该下线客户端的MAC地址发送给查找处理模块；
查找处理模块：接收CFD模块发来的下线客户端的MAC地址，在客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP的IP地址释放报文中发送给DHCP服务器，同时删除该IP地址对应的客户端IP地址缓存表项。
所述客户端以本中继设备作为接入设备，
所述DHCP中继设备进一步包括：MAC地址表维护模块，当发现一MAC地址表项老化时，将该表项放入老化MAC地址表副本中；
所述下线客户端IP地址查找模块进一步用于，实时监测本设备与各客户端直连的端口，当发现一端口关闭shutdown时，在本地MAC地址表和/或老化MAC地址表副本中查找该端口标识对应的MAC地址，将查找到的MAC地址作为所述下线客户端的MAC地址，其中，当在老化MAC地址表副本中查找到关闭端口标识对应的MAC地址时，删除老化MAC地址表副本中对应的表项。
一种接入交换机，DHCP客户端通过该接入交换机连接到DHCP中继设备，该接入交换机包括：
MAC地址表维护模块：当发现一MAC地址表项老化时，将该表项放入老化MAC地址表副本中；
端口监测模块：实时监测本交换机与各DHCP客户端直连的端口，当发现一端口关闭shutdown时，在MAC地址表和/或老化MAC地址表副本中查找该端口标识对应的MAC地址，将查找到的MAC地址作为下线客户端的MAC地址发送给DHCP中继设备，且当查找到的是老化的MAC地址表项时，删除老化MAC地址表副本中对应的表项。
所述端口监测模块进一步用于，将所述下线客户端的MAC地址封装到EAIS报文的扩展TLV中，以便将该报文发送给DHCP中继设备。
与现有技术相比，本发明在DHCP客户端下线后，能够及时检测到，并能够及时回收客户端的MAC地址，同时减轻了DHCP中继设备的负载压力。
附图说明
图1为现有的不包含DHCP中继设备的DHCP组网示意图；
图2为在图1所示组网环境下的IP地址获取过程示意图；
图3为现有的包含DHCP中继设备的DHCP组网示意图；
图4为在图3所示组网环境下的IP地址获取过程示意图；
图5为现有的采用DHCP客户端-接入交换机-DHCP中继设备-DHCP服务器组网方式的DHCP典型组网图；
图6为本发明实施例一提供的回收DHCP客户端的IP地址的方法流程图；
图7为本发明实施例二提供的回收DHCP客户端的IP地址的方法流程图；
图8为本发明实施例一提供的DHCP中继设备的组成示意图；
图9为本发明实施例一提供的接入交换机的组成示意图；
图10为本发明实施例二提供的DHCP中继设备的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
在实际应用中，包含DHCP中继设备的DHCP组网方式主要有如下两种：
一、DHCP客户端-接入交换机-DHCP中继设备-DHCP服务器，其中，DHCP客户端与接入交换机直连，接入交换机与DHCP中继设备直连或跨设备连接；
二、DHCP客户端-DHCP中继设备-DHCP服务器，其中，DHCP中继设备兼具接入功能，DHCP客户端与DHCP中继设备直连。
以下针对上述两种组网方式分别给出具体实施例：
本发明中，DHCP客户端的IP地址是DHCP服务器采用动态分配方式分配的。
图6为本发明实施例一提供的回收DHCP客户端的IP地址的方法流程图，本实施例针对的组网方式为：DHCP客户端-接入交换机-DHCP中继设备-DHCP服务器，如图6所示，其具体步骤如下：
步骤601：在与客户端直连的接入交换机以及接入交换机连接的DHCP中继设备上使能连通错误检测（CFD，Connectivity Fault Detection）的以太网告警指示信号（EAIS，Ethernet Alarm Indication Signal）功能，在CFD模块上注册端口关闭（shutdown）事件。
在CFD模块上注册端口shutdown事件后，CFD模块就会监测端口shutdown事件。
这里的CFD遵循电气和电子工程师协会（IEEE，Institute of Electricaland Electronics Engineers）802.1ag的连通错误管理（CFM，Connectivity FaultManagement）协议和国际电信联盟远程通信标准化组织（ITU-T，The ITUTelecommunication Standardization Sector）的Y.1731协议。它是一种二层链路上基于虚拟局域网（VLAN，Virtual Local Area Network）的端到端操作、管理和维护（OAM，Operations,Administration and Maintenance）机制，主要用于在二层网络中检测链路连通性，确认故障并确定故障发生的位置。
当设备的端口发生了down事件，便立刻开始周期性地发送EAIS报文以抑制故障告警的上报；当该端口重新up后，会立刻停止发送EAIS报文。
步骤602：当与客户端直连的接入交换机发现本地一MAC地址表项老化时，将该表项放入本地建立的老化MAC地址表副本中。
这里的MAC地址表即，用于支持二层报文转发的MAC地址表。
老化MAC地址表副本可以在接入交换机启动时建立，也可以在第一条MAC地址表项老化时建立，专门用于存放老化的MAC地址表项，初始为空。
步骤603：当与接入交换机连接的DHCP中继设备发现本地新增了一ARP表项时，以该ARP表项的IP地址查询本地建立的DHCP客户端IP地址缓存表，若查找到对应表项，则不作处理；否则，将该ARP表项添加到DHCP客户端IP地址缓存表中。
DHCP客户端IP地址缓存表可在DHCP中继设备启动时建立，也可以在新增第一条ARP表项时建立，初始为空。
由于DHCP中继设备一般都兼做网关，所以最终所有客户端的IP+MAC地址信息都会通过ARP表添加到DHCP客户端IP地址缓存表中。
步骤604：接入交换机上的CFD模块实时监测接入交换机与各DHCP客户端直连的端口，当发现一端口关闭（shutdown）时，在本地MAC地址表中查找该端口号对应的MAC地址，若未查找到，继续在本地老化MAC地址表副本中查找该端口号对应的MAC地址，将查找到的MAC地址组装成类型长度值（TLV，Type Length Value），将该TLV提供给CFD模块，同时，若该MAC地址是在老化MAC地址表副本中查找到的，则删除老化MAC地址表副本中该MAC地址所在的老化MAC地址表项。
在MAC地址表或老化MAC地址表副本中查找到的MAC地址即下线客户端的MAC地址。
TLV中的类型字段的取值为现有技术未用过的值即可，如取值100，以用于标识TLV的类型为下线客户端的MAC地址；TLV的长度字段的取值为MAC地址的长度，如6字节；TLV字段的值字段的取值为客户端的MAC地址值。
步骤605：接入交换机的CFD模块将该TLV扩展到即将发送的EAIS报文中，将该报文发送给DHCP中继设备。
这里，需要对现有的EAIS报文进行扩展，在其中增加TLV字段。
CFD模块监测到端口shutdown后，会自动持续发送EAIS报文给DHCP中继设备。
步骤606：DHCP中继设备解析接收到的EAIS报文中的扩展TLV，得到下线客户端的MAC地址，并从接收端口返回一个EAIS报文。
接入交换机收到DHCP中继设备返回的EAIS报文后，将受到抑制，不再发送EAIS报文。
步骤607：DHCP中继设备根据下线客户端的MAC地址，在本地DHCP客户端IP地址缓存表查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCPRelease报文中发送给DHCP服务器，同时删除对应的DHCP客户端IP地址缓存表项。
步骤608：DHCP服务器接收该DHCP Release报文，从报文中解析出下线客户端的IP地址，释放该IP地址。
对于实施例一，需要说明的是，步骤605中，TLV还可通过链路层发现协议（LLDP，Link Layer Discovery Protocol）报文发送给DHCP中继设备。对应地，无需执行步骤601；同时，步骤604中，无需采用CFD模块实时监测接入交换机与各DHCP客户端直连的端口，而采用现有的端口监测技术来实现即可；同时，步骤604～605中，接入交换机组装完TLV后，直接将该TLV封装到LLDP报文中发送给DHCP中继设备即可。这里，需要注意的是，若采用旧版本的LLDP，则由于LLDP报文不能跨设备传递，因此无法支持接入交换机和DHCP中继设备跨设备连接的组网方式；若采用最新版本的LLDP，则需要预先将接入交换机和DHCP中继设备间的所有设备都配置成服务桥（Service Bridge），这样接入交换机和DHCP中继设备就可通过LLDP最近客户桥（Nearest Customer Bridge）报文进行通信。
图7为本发明实施例二提供的回收DHCP客户端的IP地址的方法流程图，本实施例针对的组网方式为：DHCP客户端-DHCP中继设备-DHCP服务器，如图7所示，其具体步骤如下：
步骤701：在与客户端直连的DHCP中继设备上使能CFD功能，在CFD模块上注册端口shutdown事件。
步骤702：当DHCP中继设备发现本地一MAC地址表项老化时，将该表项放入本地建立的老化MAC地址表副本中。
这里的MAC地址表即，用于支持二层报文转发的MAC地址表。
老化MAC地址表副本可以在接入交换机启动时建立，也可以在第一条MAC地址表项老化时建立，专门用于存放老化的MAC地址表项，初始为空。
步骤703：当DHCP中继设备发现本地新增了一ARP表项时，以该ARP表项的IP地址查询DHCP客户端IP地址缓存表，若查找到对应表项，则不作处理；否则，将该ARP表项添加到DHCP客户端IP地址缓存表中。
DHCP客户端IP地址缓存表可在DHCP中继设备启动时建立，也可以在新增第一条ARP表项时建立，初始为空。
由于DHCP中继设备一般都兼做网关，所以最终所有客户端的IP+MAC地址信息都会通过ARP表添加到DHCP客户端IP地址缓存表中。
步骤704：DHCP中继设备上的CFD模块实时监测DHCP中继设备与各DHCP客户端直连的端口，当发现一端口shutdown时，在本地MAC地址表中查找该端口号对应的MAC地址，若未查找到，继续在本地老化MAC地址表副本中查找该端口号对应的MAC地址。
在MAC地址表或老化MAC地址表副本中查找到的MAC地址即下线客户端的MAC地址。
步骤705：DHCP中继设备根据查找到的MAC地址，在DHCP客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP Release报文中发送给DHCP服务器，同时删除对应的DHCP客户端IP地址缓存表项，且，若该下线客户端的MAC地址是在老化MAC地址表副本中查找到的，需要一并删除老化MAC地址表副本中该MAC地址所在的老化MAC地址表项。
步骤706：DHCP服务器接收该DHCP Release报文，从报文中解析出下线客户端的IP地址，释放该IP地址。
对于图7所示实施例，DHCP中继设备也可以采用除CFD之外的现有方法来实时监测DHCP中继设备与客户端直连的端口的状态。
图8为本发明实施例一提供的DHCP中继设备的组成示意图，该DHCP中继设备通过接入交换机与DHCP客户端连接，如图8所示，该DHCP中继设备主要包括：客户端IP地址缓存模块81和下线客户端IP地址查找模块82，其中：
客户端IP地址缓存模块81：当发现本地新增了ARP表项时，将该ARP表项添加到DHCP客户端IP地址缓存表中。
下线客户端IP地址查找模块82：当接收到接入交换机发来的下线客户端的MAC地址时，根据该MAC地址，在客户端IP地址缓存模块81维护的DHCP客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP释放报文中发送给DHCP服务器，同时删除该IP地址对应的DHCP客户端IP地址缓存表项，其中，下线客户端的MAC地址为：当接入交换机发现自身与一DHCP客户端直连的端口关闭时，在本地MAC地址表和/或老化MAC地址表副本中查找该端口标识对应的MAC地址，将该MAC地址作为下线客户端的MAC地址发送给DHCP中继设备的，该老化MAC地址表副本保存的是老化的MAC地址表项，且当接入交换机根据关闭端口标识查找到一老化的MAC地址表项时，将老化MAC地址表副本中的该表项删除。
在实际应用中，下线客户端IP地址查找模块82可包括：CFD模块和查找处理模块，其中：
CFD模块：当接收到接入交换机发来的携带下线客户端的MAC地址的EAIS报文时，从接收端口返回一个EAIS报文，将该下线客户端的MAC地址发送给查找处理模块。
查找处理模块：接收CFD模块发来的下线客户端的MAC地址，在客户端IP地址缓存模块81维护的DHCP客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP释放报文中发送给DHCP服务器，同时删除该IP地址对应的DHCP客户端IP地址缓存表项。
图9为本发明实施例一提供的接入交换机的组成示意图，DHCP客户端通过该接入交换机连接到DHCP中继设备，如图9所示，该接入交换机主要包括：MAC地址表维护模块91和端口监测模块92，其中：
MAC地址表维护模块91：维护MAC地址表和老化MAC地址表副本，当发现一MAC地址表项老化时，将该表项放入老化MAC地址表副本中。
端口监测模块92：实时监测本交换机与各DHCP客户端直连的端口，当发现一端口关闭时，在MAC地址表维护模块91维护的MAC地址表和/或老化MAC地址表副本中查找该端口标识对应的MAC地址，将该MAC地址作为下线客户端的MAC地址发送给DHCP中继设备，且当查找到的是老化的MAC地址表项时，将老化MAC地址表副本中的该表项删除。
在实际应用中，端口监测模块92可将下线客户端的MAC地址封装到EAIS报文的扩展TLV中发送给DHCP中继设备。
图10为本发明实施例二提供的DHCP中继设备的组成示意图，该DHCP中继设备作为DHCP客户端的接入设备，如图10所示，该DHCP中继设备主要包括：MAC地址表维护模块101、客户端IP地址缓存模块102和下线客户端IP地址查找模块103，其中：
MAC地址表维护模块101：维护MAC地址表和老化MAC地址表副本，当发现一MAC地址表项老化时，将该表项放入老化MAC地址表副本中。
客户端IP地址缓存模块102：当发现本地新增了ARP表项时，将该ARP表项添加到DHCP客户端IP地址缓存表中。
下线客户端IP地址查找模块103：实时监测本设备与各DHCP客户端直连的端口，当发现一端口关闭时，在MAC地址表维护模块101维护的MAC地址表和/或老化MAC地址表副本中查找该端口标识对应的MAC地址，根据查找到的MAC地址，在客户端IP地址缓存模块102维护的DHCP客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP释放报文中发送给DHCP服务器，同时删除该IP地址对应的DHCP客户端IP地址缓存表项，其中，当在老化MAC地址表副本中查找到关闭端口标识对应的MAC地址时，删除老化MAC地址表副本中对应的表项。
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 (11)

1.一种回收动态主机配置协议DHCP客户端的IP地址的方法，应用于包含客户端、中继设备及地址分配服务器的DHCP网络中的中继设备上，其特征在于，该方法包括：
当中继设备发现本地新增了地址解析协议ARP表项时，将该ARP表项添加到本地建立的客户端IP地址缓存表中，所述ARP表项包含：IP地址字段和媒体接入控制MAC地址字段；
当中继设备获得下线客户端的MAC地址时，在所述客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP的IP地址释放报文中发送给地址分配服务器，同时删除客户端IP地址缓存表中的对应表项；
其中，所述下线客户端的MAC地址为：接入交换机或者中继设备上的关闭shutdown端口所连接的客户端的MAC地址。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述客户端通过接入交换机连接到所述中继设备时，所述中继设备获得下线客户端的MAC地址为：
中继设备接收接入交换机发来的下线客户端的MAC地址，其中，所述下线客户端的MAC地址为：当接入交换机发现自身与客户端直连的端口关闭shutdown时，接入交换机根据端口与MAC地址的绑定关系查找该端口对应的MAC地址，将查找到的MAC地址作为下线客户端的MAC地址发送给中继设备。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，预先在所述中继设备与所述接入交换机上使能连通错误检测CFD的以太网告警指示信号EAIS功能，并在接入交换机的CFD模块上注册端口关闭shutdown事件；
且，所述中继设备接收接入交换机发来的下线客户端的MAC地址为：
中继设备接收接入交换机发来的EAIS报文，该报文的扩展类型长度值TLV中携带下线客户端的MAC地址；
且所述中继设备接收接入交换机发来的下线客户端的MAC地址的同时进一步包括：中继设备从接收端口返回一个EAIS报文。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述中继设备与所述接入交换机直连，所述中继设备接收接入交换机发来的下线客户端的MAC地址为：中继设备接收接入交换机发来的链路层发现协议LLDP报文，该报文的扩展类型长度值TLV中携带下线客户端的MAC地址，或者，
所述中继设备与所述接入交换机直连或跨设备连接，且当跨设备连接时，将接入交换机与中继设备间的各设备配置成服务桥，所述中继设备接收接入交换机发来的下线客户端的MAC地址为：中继设备接收接入交换机发来的LLDP报文，该报文的扩展TLV中携带下线客户端的MAC地址。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述客户端以所述中继设备作为接入设备时，所述中继设备获得下线客户端的MAC地址包括：
当中继设备发现本地一MAC地址表项老化时，将该表项放入本地建立的老化MAC地址表副本中；中继设备实时监测自身与各客户端直连的端口，当发现一端口关闭shutdown时，在本地MAC地址表和/或老化MAC地址表副本中查找该端口标识对应的MAC地址，将查找到的MAC地址作为所述下线客户端的MAC地址，其中，当在老化MAC地址表副本中查找到关闭端口标识对应的MAC地址时，删除老化MAC地址表副本中对应的表项。
6.一种DHCP中继设备，其特征在于，该DHCP中继设备包括：
客户端IP地址缓存模块：当发现本地新增了ARP表项时，将该ARP表项添加到客户端IP地址缓存表中；
下线客户端IP地址查找模块：当获得下线客户端的MAC地址时，根据该MAC地址，在客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP的IP地址释放报文中发送给DHCP服务器，同时删除该IP地址对应的客户端IP地址缓存表项，其中，所述下线客户端的MAC地址为：接入交换机或者本设备上的关闭shutdown端口所连接的客户端的MAC地址。
7.根据权利要求6所述的DHCP中继设备，其特征在于，所述客户端通过接入交换机连接到本中继设备，所述下线客户端IP地址查找模块通过接收接入交换机发来的包含下线客户端的MAC地址的报文的方式获得所述下线客户端的MAC地址，其中，所述下线客户端的MAC地址为：当接入交换机发现自身与客户端直连的端口关闭shutdown时，接入交换机根据端口与MAC地址的绑定关系查找该端口对应的MAC地址，将查找到的MAC地址作为下线客户端的MAC地址发送给中继设备。
8.根据权利要求7所述的DHCP中继设备，其特征在于，
所述下线客户端IP地址查找模块包括：
CFD模块：当接收到接入交换机发来的携带下线客户端的MAC地址的EAIS报文时，从接收端口返回一个EAIS报文，将该下线客户端的MAC地址发送给查找处理模块；
查找处理模块：接收CFD模块发来的下线客户端的MAC地址，在客户端IP地址缓存表中查找对应的IP地址，将该IP地址携带在单播DHCP的IP地址释放报文中发送给DHCP服务器，同时删除该IP地址对应的客户端IP地址缓存表项。
9.根据权利要求6所述的DHCP中继设备，其特征在于，所述客户端以本中继设备作为接入设备，
所述DHCP中继设备进一步包括：MAC地址表维护模块，当发现一MAC地址表项老化时，将该表项放入老化MAC地址表副本中；
所述下线客户端IP地址查找模块进一步用于，实时监测本设备与各客户端直连的端口，当发现一端口关闭shutdown时，在本地MAC地址表和/或老化MAC地址表副本中查找该端口标识对应的MAC地址，将查找到的MAC地址作为所述下线客户端的MAC地址，其中，当在老化MAC地址表副本中查找到关闭端口标识对应的MAC地址时，删除老化MAC地址表副本中对应的表项。
10.一种接入交换机，DHCP客户端通过该接入交换机连接到DHCP中继设备，其特征在于，该接入交换机包括：
MAC地址表维护模块：当发现一MAC地址表项老化时，将该表项放入老化MAC地址表副本中；
端口监测模块：实时监测本交换机与各DHCP客户端直连的端口，当发现一端口关闭shutdown时，在MAC地址表和/或老化MAC地址表副本中查找该端口标识对应的MAC地址，将查找到的MAC地址作为下线客户端的MAC地址发送给DHCP中继设备，且当查找到的是老化的MAC地址表项时，删除老化MAC地址表副本中对应的表项。
11.根据权利要求10所述的接入交换机，其特征在于，所述端口监测模块进一步用于，将所述下线客户端的MAC地址封装到EAIS报文的扩展TLV中，以便将该报文发送给DHCP中继设备。
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