CN104253878A - Dhcp relay终结子接口的vlan信息管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理系统及方法，涉及IPRAN网络中的BTS接入网管服务领域。该系统包括DHCP客户端、DHCP设备和DHCP服务器；DHCP设备包括DHCP RELAY模块和IP协议栈模块；DHCP RELAY模块包括VLAN信息存储模块、VLAN信息查找模块、DHCP协议模块和VLAN信息下发模块；IP协议栈模块包括VLAN信息上报模块和IP协议栈数据收发包模块；本发明使用时不易影响其他DHCP客户端，也不会妨碍其他DHCP客户端的正常工作，不仅能够显著降低网络业务的风险性，而且能够增强网络的稳定性和安全性，为用户提高较好的体验。

Description

DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理系统及方法
技术领域
本发明涉及IPRAN(IP Radio Access Network，IP无线接入网)网络中的BTS(基站)接入网管服务领域，具体涉及一种DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理系统及方法。 
背景技术
随着移动互联时代的发展，电信业务从原来的语音业务逐渐转变为数据业务；各大运营商在加大对无线网络的投资、不断增加建设无线基站的同时，需要建设更大的移动数据回传网络，支撑大数据的传送和承载。 
目前，单个用户网络中往往存在数据、语音、视频等多种业务类型；用户网络使用时，首先通过VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)为不同的业务类型封装不同的VLAN Tag(标签)，然后将不同的VLAN Tag通过接入网接入至运营商的承载网中。通过VLAN Tag能够方便承载网根据业务类型分配网络资源，进而帮助运营商有效的利用网络资源、并为不同类型的业务提供不同的服务质量。 
在通信网络中，无线基站作为DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机分配协议)客户端的设备，通常采用DHCP获取IP地址。DHCP应用设备包括采用C/S(Client/Server，客户端/服务端)架构的DHCP SERVER(服务器)和需要申请IP地址的DHCP客户端，DHCP SERVER负责给所有的DHCP客户端分配IP地址。 但是，C/S架构的模式只能在本地网络实现，而现实应用常常是跨网络的；与此同时，IP地址是非常宝贵的资源，IP地址通常是全网统一管理的，不会为了在小范围中使用而内配置一台DHCP SERVER。 
综上所述，为了解决跨网络申请地址的需求，DHCP RELAY(中继)技术应运而成。目前，汇聚层设备为了解决跨网络申请地址的需求，一般需要提供DHCP RELAY的功能。在汇聚层设备的终结子接口下使能DHCP RELAY的应用场景中，当DHCP SERVER收到DHCP RELAY的DHCP发送的请求包时，DHCP SERVER将分配给DHCP客户端的IP地址放入DHCP应答包中、并单播该DHCP应答包至使能DHCP RELAY的网络设备。 
DHCP RELAY需要将该应答包(应答包目的IP地址即是DHCP服务器待分配给DHCP客户端的IP)发向DHCP客户端，由于使能DHCP RELAY的网络设备尚未将该应答包中的分配IP地址和VLAN建立对应关系，因此使能DHCP RELAY的网络设备会在所有的VLAN上复制DHCP应答包、并将应答包广播至所有的DHCP客户端。 
但是，使能DHCP RELAY的网络设备会在所有的VLAN上复制DHCP应答包、并将应答包广播至所有的DHCP客户端时，存在以下缺陷： 
不需要DHCP应答包的DHCP客户端接收DHCP应答包后，可能对DHCP客户端造成影响(例如不需要该DHCP应答包的DHCP客户端，未丢弃该DHCP应答包，而是接收并处理DHCP应答包)，进而妨碍DHCP客户端的正常工作，增大网络业务的风险性。 
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理系统及方法。本发明使用时不易影响其他DHCP客户端，也不会妨碍其他DHCP客户端的正常工作，不仅能够显著降低网络业务的风险性，而且能够增强网络的稳定性和安全性，为用户提高较好的体验。 
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理系统，包括动态主机分配协议DHCP客户端、DHCP设备和DHCP服务器；所述DHCP设备包括动态主机分配协议中继DHCP RELAY模块和终结子接口的IP协议栈模块；所述DHCP RELAY模块包括VLAN信息管理模块，所述VLAN信息管理模块包括VLAN信息存储模块和VLAN信息查找模块；DHCPRELAY模块还包括DHCP协议模块和VLAN信息下发模块；IP协议栈模块包括VLAN信息上报模块和IP协议栈数据收发包模块； 
所述VLAN信息存储模块、VLAN信息查找模块均与DHCP协议模块相连；所述DHCP协议模块通过VLAN信息下发模块与IP协议栈数据收发包模块相连，所述IP协议栈数据收发包模块通过VLAN信息上报模块与DHCP协议模块相连； 
所述IP协议栈数据收发包模块用于：处理经过IP协议栈的报文，收到DHCP请求包时向VLAN信息上报模块发送VLAN信息，向DHCP协议模块转发DHCP请求报文； 
所述VLAN信息上报模块用于：将IP协议栈数据收发包模块发送的VLAN信息转发至VLAN信息管理模块； 
所述DHCP协议模块用于：实现DHCP RELAY协议及其功能，调用VLAN信息查找模块、VLAN信息删除模块和VLAN信息下发模块工作； 
所述VLAN信息存储模块用于：存储VLAN信息和DHCP客户 端的MAC地址； 
所述VLAN信息查找模块用于：被DHCP协议模块调用后，查找与DHCP客户端MAC对应的VLAN信息； 
所述VLAN信息下发模块用于：被DHCP协议模块调用后，向IP协议栈数据收发包模块下发VLAN信息和DHCP应答包。 
在上述技术方案的基础上，所示信息管理系统对DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息进行管理时， 
IP协议栈数据收发包模块解析DHCP客户端发送的DHCP请求包的VLAN信息； 
IP协议栈数据收发包模块将VLAN信息通过VLAN信息上报模块上报至VLAN信息管理模块；IP协议栈数据收发包模块转发DHCP请求报文至DHCP协议模块，DHCP协议模块解析DHCP请求报文中DHCP客户端的物理层MAC地址、并将该MAC地址发送至VLAN信息管理模块； 
VLAN信息管理模块将VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址存储至VLAN信息存储模块；DHCP协议模块中继当前DHCP请求包至目的DHCP服务器；DHCP服务器为DHCP客户端分配与当前DHCP请求包对应的IP地址、并将该IP地址放入DHCP应答包，DHCP服务器单播当前DHCP应答包至DHCP协议模块； 
DHCP协议模块需要将当前DHCP应答包单播中继至DHCP客户端时，DHCP协议模块调用VLAN信息查找模块查找与前DHCP应答包中DHCP客户端的MAC地址对应的客户端VLAN信息；DHCP协议模块调用VLAN信息下发模块，将当前DHCP应答包和客户端VLAN信息下发至IP协议栈数据收发包模块； 
IP协议栈数据收发包模块根据客户端VLAN信息，将当前DHCP 应答包单播至对应的DHCP客户端。 
在上述技术方案的基础上，所述VLAN信息管理模块还包括VLAN信息删除模块，所述VLAN信息删除模块与DHCP协议模块相连； 
所述VLAN信息删除模块用于：被DHCP协议模块调用后，删除VLAN信息存储模块中与VLAN信息下发模块下发的VLAN信息相同的VLAN信息。 
一种基于上述系统的DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理方法，包括以下步骤： 
A、IP协议栈数据收发包模块解析DHCP客户端发送的DHCP请求包的VLAN信息； 
B、IP协议栈数据收发包模块将VLAN信息通过VLAN信息上报模块上报至VLAN信息管理模块；IP协议栈数据收发包模块转发DHCP请求报文至DHCP协议模块，DHCP协议模块解析DHCP请求报文中DHCP客户端的物理层MAC地址、并将该MAC地址发送至VLAN信息管理模块； 
C、VLAN信息管理模块将VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址存储至VLAN信息存储模块；DHCP协议模块中继当前DHCP请求包至目的DHCP服务器；DHCP服务器为DHCP客户端分配与当前DHCP请求包对应的IP地址、并将该IP地址放入DHCP应答包，DHCP服务器单播当前DHCP应答包至DHCP协议模块； 
D、DHCP协议模块需要将当前DHCP应答包单播中继至DHCP客户端时，DHCP协议模块调用VLAN信息查找模块查找与前DHCP应答包中DHCP客户端的MAC地址对应的客户端VLAN信息；DHCP协议模块调用VLAN信息下发模块，将当前DHCP应答包和客户端 VLAN信息下发至IP协议栈数据收发包模块； 
E、IP协议栈数据收发包模块根据客户端VLAN信息，将当前DHCP应答包单播至对应的DHCP客户端。 
在上述技术方案的基础上，步骤A包括以下步骤：DHCP客户端向DHCP服务器请求IP地址、并在网络中广播发送DHCP请求包；与当前DHCP客户端属于同一网络的IP协议栈数据收发包模块收到当前DHCP请求包后，解析当前DHCP请求包中的VLAN信息。 
在上述技术方案的基础上，步骤C中所述VLAN信息管理模块将VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址存储至VLAN信息存储模块包括以下步骤：VLAN信息管理模块将VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址以映射的方式存储至VLAN信息存储模块。 
在上述技术方案的基础上，步骤D与步骤E之间包括以下步骤：删除VLAN信息存储模块中与客户端VLAN信息相同的VLAN信息。 
与现有技术相比，本发明的优点在于： 
本发明使用时，通过IP协议栈数据收发包模块上报终结子接口相应的VLAN信息至DHCP协议模块，将VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址以映射的方式存储至VLAN信息存储模块，进而管理VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址。当需要将DHCP应答包单播中继至对应的DHCP客户端时，DHCP协议模块根据DHCP应答包的客户端MAC地址查找对应的VLAN信息，根据VLAN信息将DHCP应答包单播至对应的DHCP客户端。 
与现有技术中将应答包广播至所有的DHCP客户端相比，本发明能够在DHCP客户端的IP地址和VLAN信息映射未知的情况下，将DHCP应答包单播至对应的DHCP客户端，不易影响其他DHCP客户端，也不会妨碍其他DHCP客户端的正常工作，不仅能够显著 降低网络业务的风险性，而且能够增强网络的稳定性和安全性，为用户提高较好的体验。 
附图说明
图1为本发明实施例中DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理系统的结构框图； 
图2为本实施例中DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理方法的流程图。 
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。 
本发明实施例提供的DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理系统，包括DHCP客户端、DHCP设备和DHCP服务器。 
参见图1所示，DHCP设备包括DHCP RELAY模块和终结子接口的IP协议栈模块，DHCP RELAY模块包括VLAN信息管理模块。VLAN信息管理模块包括VLAN信息存储模块、VLAN信息查找模块和VLAN信息删除模块；DHCP RELAY模块还包括DHCP协议模块和VLAN信息下发模块；IP协议栈模块包括VLAN信息上报模块和IP协议栈数据收发包模块。 
VLAN信息存储模块、VLAN信息查找模块、VLAN信息删除模块均与DHCP协议模块相连；DHCP协议模块通过VLAN信息下发模块与IP协议栈数据收发包模块相连，IP协议栈数据收发包模块通过VLAN信息上报模块与DHCP协议模块相连。 
IP协议栈数据收发包模块用于：处理经过IP协议栈的报文，收到DHCP请求包时向VLAN信息上报模块发送VLAN信息，向DHCP协议模块转发DHCP请求报文。 
VLAN信息上报模块用于：将IP协议栈数据收发包模块发送的VLAN信息转发至VLAN信息管理模块。 
DHCP协议模块用于：实现DHCP RELAY协议及其功能，调用VLAN信息查找模块、VLAN信息删除模块和VLAN信息下发模块。 
VLAN信息存储模块用于：存储VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址工作。 
VLAN信息查找模块用于：被DHCP协议模块调用后，查找与DHCP客户端MAC对应的VLAN信息。 
VLAN信息下发模块用于：被DHCP协议模块调用后，向IP协议栈数据收发包模块下发VLAN信息和DHCP应答包。 
VLAN信息删除模块用于：被DHCP协议模块调用后，删除VLAN信息存储模块中与VLAN信息下发模块下发的VLAN信息相同的VLAN信息。 
参见图2所示，本发明实施例提供的基于上述系统的DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理方法，包括以下步骤： 
S1：DHCP客户端向DHCP服务器请求IP地址、并在网络中广播发送DHCP请求包。 
S2：与当前DHCP客户端属于同一网络的IP协议栈数据收发包模块收到当前DHCP请求包后，解析当前DHCP请求包中的VLAN信息。 
S3：IP协议栈数据收发包模块将VLAN信息通过VLAN信息上报模块上报至VLAN信息管理模块。IP协议栈数据收发包模块转发DHCP请求报文至DHCP协议模块，DHCP协议模块解析DHCP请求报文中DHCP客户端的MAC(物理层)地址、并将该MAC地址发送至VLAN信息管理模块。 
S4：VLAN信息管理模块将VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址以映射的方式存储至VLAN信息存储模块。至此，DHCP RELAY模块拥有与当前DHCP请求包对应的DHCP客户端MAC地址和VLAN信息。 
S5：DHCP协议模块中继当前DHCP请求包至目的DHCP服务器。 
S6：DHCP服务器为DHCP客户端分配与当前DHCP请求包对应的IP地址、并将该IP地址放入DHCP应答包；DHCP服务器单播当前DHCP应答包至DHCP协议模块。 
S7：当DHCP协议模块需要将当前DHCP应答包单播中继至DHCP客户端时，DHCP协议模块调用VLAN信息查找模块查找与前DHCP应答包中DHCP客户端的MAC地址对应的客户端VLAN信息。DHCP协议模块调用VLAN信息下发模块，将当前DHCP应答包和客户端VLAN信息下发至IP协议栈数据收发包模块。DHCP协议模块调用VLAN信息删除模块，删除VLAN信息存储模块中与客户端VLAN信息相同的VLAN信息。 
S8：IP协议栈数据收发包模块根据客户端VLAN信息，将当前DHCP应答包单播至对应的DHCP客户端，DHCP客户端成功获取DHCP应答包中的IP地址。 
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。 

Claims (7)

1.一种DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理系统，包括动态主机分配协议DHCP客户端、DHCP设备和DHCP服务器；其特征在于：所述DHCP设备包括动态主机分配协议中继DHCPRELAY模块和终结子接口的IP协议栈模块；所述DHCP RELAY模块包括VLAN信息管理模块，所述VLAN信息管理模块包括VLAN信息存储模块和VLAN信息查找模块；DHCP RELAY模块还包括DHCP协议模块和VLAN信息下发模块；IP协议栈模块包括VLAN信息上报模块和IP协议栈数据收发包模块；
所述VLAN信息存储模块、VLAN信息查找模块均与DHCP协议模块相连；所述DHCP协议模块通过VLAN信息下发模块与IP协议栈数据收发包模块相连，所述IP协议栈数据收发包模块通过VLAN信息上报模块与DHCP协议模块相连；
所述IP协议栈数据收发包模块用于：处理经过IP协议栈的报文，收到DHCP请求包时向VLAN信息上报模块发送VLAN信息，向DHCP协议模块转发DHCP请求报文；
所述VLAN信息上报模块用于：将IP协议栈数据收发包模块发送的VLAN信息转发至VLAN信息管理模块；
所述DHCP协议模块用于：实现DHCP RELAY协议及其功能，调用VLAN信息查找模块、VLAN信息删除模块和VLAN信息下发模块工作；
所述VLAN信息存储模块用于：存储VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址；
所述VLAN信息查找模块用于：被DHCP协议模块调用后，查找与DHCP客户端MAC对应的VLAN信息；
所述VLAN信息下发模块用于：被DHCP协议模块调用后，向IP协议栈数据收发包模块下发VLAN信息和DHCP应答包。
2.如权利要求1所述的DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理系统，其特征在于：所示信息管理系统对DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息进行管理时，
IP协议栈数据收发包模块解析DHCP客户端发送的DHCP请求包的VLAN信息；
IP协议栈数据收发包模块将VLAN信息通过VLAN信息上报模块上报至VLAN信息管理模块；IP协议栈数据收发包模块转发DHCP请求报文至DHCP协议模块，DHCP协议模块解析DHCP请求报文中DHCP客户端的物理层MAC地址、并将该MAC地址发送至VLAN信息管理模块；
VLAN信息管理模块将VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址存储至VLAN信息存储模块；DHCP协议模块中继当前DHCP请求包至目的DHCP服务器；DHCP服务器为DHCP客户端分配与当前DHCP请求包对应的IP地址、并将该IP地址放入DHCP应答包，DHCP服务器单播当前DHCP应答包至DHCP协议模块；
DHCP协议模块需要将当前DHCP应答包单播中继至DHCP客户端时，DHCP协议模块调用VLAN信息查找模块查找与前DHCP应答包中DHCP客户端的MAC地址对应的客户端VLAN信息；DHCP协议模块调用VLAN信息下发模块，将当前DHCP应答包和客户端VLAN信息下发至IP协议栈数据收发包模块；
IP协议栈数据收发包模块根据客户端VLAN信息，将当前DHCP应答包单播至对应的DHCP客户端。
3.如权利要求1或2所述的DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理系统，其特征在于：所述VLAN信息管理模块还包括VLAN信息删除模块，所述VLAN信息删除模块与DHCP协议模块相连；
所述VLAN信息删除模块用于：被DHCP协议模块调用后，删除VLAN信息存储模块中与VLAN信息下发模块下发的VLAN信息相同的VLAN信息。
4.一种基于权利要求1至3任一项所述系统的DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、IP协议栈数据收发包模块解析DHCP客户端发送的DHCP请求包的VLAN信息；
B、IP协议栈数据收发包模块将VLAN信息通过VLAN信息上报模块上报至VLAN信息管理模块；IP协议栈数据收发包模块转发DHCP请求报文至DHCP协议模块，DHCP协议模块解析DHCP请求报文中DHCP客户端的物理层MAC地址、并将该MAC地址发送至VLAN信息管理模块；
C、VLAN信息管理模块将VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址存储至VLAN信息存储模块；DHCP协议模块中继当前DHCP请求包至目的DHCP服务器；DHCP服务器为DHCP客户端分配与当前DHCP请求包对应的IP地址、并将该IP地址放入DHCP应答包，DHCP服务器单播当前DHCP应答包至DHCP协议模块；
D、DHCP协议模块需要将当前DHCP应答包单播中继至DHCP客户端时，DHCP协议模块调用VLAN信息查找模块查找与前DHCP应答包中DHCP客户端的MAC地址对应的客户端VLAN信息；DHCP协议模块调用VLAN信息下发模块，将当前DHCP应答包和客户端VLAN信息下发至IP协议栈数据收发包模块；
E、IP协议栈数据收发包模块根据客户端VLAN信息，将当前DHCP应答包单播至对应的DHCP客户端。
5.如权利要求4所述的DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理方法，其特征在于：步骤A包括以下步骤：DHCP客户端向DHCP服务器请求IP地址、并在网络中广播发送DHCP请求包；与当前DHCP客户端属于同一网络的IP协议栈数据收发包模块收到当前DHCP请求包后，解析当前DHCP请求包中的VLAN信息。
6.如权利要求4所述的DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理方法，其特征在于：步骤C中所述VLAN信息管理模块将VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址存储至VLAN信息存储模块包括以下步骤：VLAN信息管理模块将VLAN信息和DHCP客户端的MAC地址以映射的方式存储至VLAN信息存储模块。
7.如权利要求4所述的DHCP RELAY终结子接口的VLAN信息管理方法，其特征在于：步骤D与步骤E之间包括以下步骤：删除VLAN信息存储模块中与客户端VLAN信息相同的VLAN信息。
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