CN104486452A - 一种地址的处理方法、相关设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种地址的处理方法、相关设备和系统，实施例公开了一种地址的方法，包括：地址分配设备接收业务节点发送的地址分配请求，地址分配请求包括业务节点需要的地址数量N，N为大于0的整数；若查询全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块，从长度为大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块；将目标地址块分配给业务节点，并将目标地址块设置为占用状态；满足预设的回收触发条件时，获取业务节点上报的回收信息，回收信息用于表示本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置；根据回收信息确定回收地址块在全局地址池中对应的地址块，并将对应的地址块设置为空闲状态。本发明实施例还公开了相关设备和系统。采用本发明，能提高地址的利用率。

Description

一种地址的处理方法、相关设备和系统

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种地址的处理方法、相关设备和系统。

背景技术

在目前的地址分配方案中，网络管理层将地址分配给各个业务节点后，每个业务节点获得分配的地址的独立管理权，每个业务节点可自行负责本地址池的分配和释放。用户上线时，业务节点直接从本地地址池中分配IP地址，用户使用分配的地址访问网络。用户下线时，业务节点将该用户的地址回收到本地地址池中供下次分配使用。然而，这种地址分配方式的缺点是：业务节点只能使用所属的本地地址池为用户设备分配或释放地址，由于各个业务节点下的用户数量和处理开销的不同，容易出现某些业务节点的本地地址池中的地址资源紧缺而其它业务节点的本地地址池中的地址资源闲置的情况，各个业务节点的本地地址池的地址利用率不高。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种地址的处理方法、地址分配设备、业务节点和地址分配系统。可解决现有技术中业务节点的地址利用率不高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种地址的处理方法，包括：

地址分配设备接收业务节点发送的地址分配请求，所述地址分配请求包括所述业务节点需要的地址数量N，N为大于0的整数；

所述地址分配设备查询全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块，若为是，从长度为大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块；

所述地址分配设备将所述目标地址块分配给所述业务节点，并将所述目标地址块设置为占用状态；以使所述业务节点根据所述目标地址块更新本地地址 池，并基于所述本地地址池为用户设备分配或释放地址；

满足预设的回收触发条件时，所述地址分配设备获取所述业务节点上报的回收信息，所述回收信息用于表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置；

所述地址分配设备根据所述回收信息确定所述回收地址块在所述全局地址池中对应的地址块，并将所述对应的地址块设置为空闲状态。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述地址分配设备查询所述全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块包括：

通过移动预设的分配滑窗搜索所述全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块；其中，所述分配滑窗为长度等于M的滑块，M为大于0的整数，N≥M。

结合第一方面或第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述从长度为大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块，还包括：

根据所述目标地址块的头部地址、尾部地址、长度和状态标识生成并存储索引表项，所述索引表项用于表示所述目标地址块的位置和状态。

本发明实施例第二方面提供了一种地址分配设备，包括：

请求接收模块，用于接收业务节点发送的地址分配请求，所述地址分配请求包括所述业务节点需要的地址数量N，N为大于0的整数；

确定模块，用于查询全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块，若为是，从长度为大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块；

地址分配模块，用于将所述目标地址块分配给所述业务节点，并将所述目标地址块设置为占用状态；以使所述业务节点根据所述目标地址块更新本地地址池，并基于所述本地地址池为用户设备分配或释放地址；

获取模块，用于满足预设的回收触发条件时，所述地址分配设备获取所述业务节点上报的回收信息，所述回收信息用于表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置；

回收模块，用于根据所述回收信息确定所述回收地址块在所述全局地址池中对应的地址块，并将所述对应的地址块设置为空闲状态。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述确定模块具体用于通过移动预设的分配滑窗搜索所述全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块；其中，所述分配滑窗为长度等于M的滑块，M为大于0的整数，N≥M。

结合第二方面或第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述确定模块还用于根据所述目标地址块的头部地址、尾部地址、长度和状态标识生成并存储索引表项，所述索引表项用于表示所述目标地址块的位置和状态。

本发明实施例第三方面提供了一种业务节点，包括：

发送模块，用于向地址分配设备发送地址分配请求；

接收模块，用于接收所述地址分配设备根据所述地址分配请求返回的所述全局地址池中的目标地址块，并根据所述目标地址块更新本地地址池；

处理模块，用于基于所述更新后的本地地址池为用户设备分配和释放地址；

生成模块，用于满足预设的回收触发条件时，确定所述本地地址池中空闲状态的回收地址块，并根据所述回收地址块生成回收信息；所述回收信息表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置；

上报模块，用于上报所述回收信息至所述地址分配设备。

结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，所述信息生成模块包括：

查询单元，用于查询所述本地地址池中是否存在长度大于或等于预设的长度阈值的空闲状态的地址块；

选择单元，用于若所述查询单元的查询结果为是，从长度大于或等于所述长度阈值且处于空闲状态的地址块中选择长度最大的地址块作为回收地址块。

结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述查询单元具体用于通过移动预设的回收滑窗搜索所述本地地址池中是否存在长度大于或等于所述长度阈值的空闲状态的地址块；其中，所述回收滑窗为长度等于所述长度阈值的滑块。

本发明实施例第四方面提供了一种地址分配系统，包括上述任意一种地址分配设备和上述任意一种业务节点。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

地址分配设备根据业务节点的地址分配请求将全局地址池中空闲状态的目标地址块分配给业务节点，将目标地址块设置为占用状态，业务节点根据分配 的目标地址块更新本地地址池，基于本地地址池为用户设备分配和释放地址，满足预设的回收触发条件，获取业务节点上报的回收信息，根据回收信息确定全局地址池中回收地址块对应的地址块，并将该地址块设置为空闲状态，全局地址池中空闲状态可分配给其他的业务节点，提高了全局地址池中地址资源的利用率。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的一种地址的处理方法的流程示意图；

图2是本发明第二实施例提供的一种地址的处理方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的一种地址回收的示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种地址回收的示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种地址回收的示意图；

图6是本发明第一实施例提供的一种地址分配设备的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种业务节点的结构示意图；

图8是图7中生成模块的结构示意图。

图9是本发明第二实施例提供的一种地址分配设备的结构示意图；

图10是本发明第二实施例提供的一种业务节点的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种地址分配系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例可以基于NFV(Network Function Virtualization，网络功能虚拟化，简称NFV)架构来实现，地址分配设备和业务节点均为NFV设备，业务 节点完成对其下挂的用户设备的上线或下线处理，上线或下线处理包括基于DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议，简称DHCP)或PPPoE(Point to Point Protocol over Ethernet，基于以太网的点对点协议，简称PPPoE)的用户接入、用户AAA(Authentication Authorization and Accounting，认证鉴权与计费)等。用户设备上线时，业务节点从配置的地址池为用户设备分配一个地址；当用户设备下线时，业务节点将该用户设备占用的地址释放到本地地址池中。

示例性的，vBNG(virtualization Broadband Network Gateway，虚拟宽带网络网关，简称vBNG)由运行于多个物理服务器的业务节点vNode组成，vNode可以是运行于虚拟机VM的一个业务实例，用户设备接入到vBNG中的一个业务节点时，业务节点从本地地址池中分配IP地址给该用户设备，用户设备需要获得IP地址之后才能访问外部网络；当用户设备下线之后，业务节点将该用户设备的地址释放到本地地址池中，同时业务节点可以将本地地址池中的空闲的IP地址释放到全局地址池中，地址分配设备可以将这些空闲的IP地址分配给其他上线的用户设备。

参见图1，为本发明第一实施例提供的一种地址的处理方法的流程示意图，在本发明实施例中，所述方法包括：

S201、地址分配设备接收业务节点发送的地址分配请求，所述地址分配请求包括所述业务节点需要的地址数量N，N为大于0的整数。

具体的，业务节点根据自身管理的用户设备的数量确定所需的地址的数量N，业务节点向地址分配设备发送地址分配请求，地址分配请求中携带所需的地址的数量N，N为大于0的整数。地址分配设备接收到业务节点发送的地址分配请求后，启动后续的地址分配流程。

示例性的，业务节点管理的用户设备的数量为100个，如果业务节点采用静态地址分配策略，每个用户设备固定分配一个地址，则业务节点所需要的地址的数量为100个。如果业务节点采用动态地址分配策略，所需的地址的数量可以少于100个，假设为80个。假设业务节点采用静态地址分配策略，N＝100，业务节点向地址分配设备发送地址分配请求，地址分配请求用于向地址分配设备请求100个地址。

S202、所述地址分配设备查询全局地址池中是否存在长度大于或等于N的 空闲状态的地址块，若为是，从长度大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块。

具体的，全局地址池为包括若干个地址的集合，地址可以为IP地址或IP地址+端口。全局地址池中包括的若干个地址连续的排列在一起，例如，采用链表形式进行组织。全局地址池中包括的若干个地址可以不按照地址大小进行升序或降序排列，当然为了管理的方便，全局地址池中的地址也可以按照升序或降序镜像排列。全局地址池中每个地址关联有表示其处于占用状态或空闲状态的状态标识符，空闲状态指对应的地址未被分配，可以被分配任意的业务节点；占用状态表示对应的地址已被分配给某个业务节点，不能再分配给其他的业务节点。例如，业务节点可以使用位图Bitmap的形式标识全局地址池中每个地址的状态，“1”表示地址处于占用状态，“0”表示地址处于空闲状态。

地址分配设备可根据地址分配请求遍历全局地址池中每个地址的状态，地址分配设备查询到一个空闲状态的地址块后，确定地址块的长度，以此来判断全局地址池中是否存在长度大于或等于N且处于空闲状态的地址块。需要说明的是，本发明实施例中，地址块中包括至少一个地址，地址块中的地址在位置上是相邻的，例如，全局地址池中按顺序排列的第1个地址、第2个地址和第3个地址可以视为一个长度为3的地址块。空闲状态的地址块指位置上相邻的至少一个空闲状态的地址，占用状态的地址块指位置上相邻的至少一个占用状态的地址。如果全局地址池中存在长度大于或等于N的地址块，从长度大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块。

示例性的，N＝100，全局地址池中在初始状态时共有1000个处于空闲状态的地址，此时，全局地址池可视为一个长度为1000的处于空闲状态的地址块，若地址分配设备此时接收到业务节点请求分配100个地址的地址分配请求，则地址分配设备判断处全局地址池中存在长度大于或等于100的地址块，地址分配设备从长度为1000的空闲状态的地址块中选取一个长度为100的地址块作为目标地址块。经过一段时间的地址分配和回收后，全局地址池中的地址的状态会发生变化，假设当前全局地址池中只有两个不相邻的处于空闲状态的地址块，一个地址块的长度为98，另一个地址块的长度为103，如果地址分配设备此时接收到业务节点请求分配100个地址的地址分配请求，地址分配设备通过计算可确定当前全局地址池中存在一个大于或等于100的空闲状态的地址块，地址 分配设备从长度为103的空闲状态的地址块中选取长度为100的地址块作为目标地址块。

优选的，地址分配设备可通过移动预设的分配滑窗搜索全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块，其中，所述分配滑窗为长度等于M的滑块，M为大于0的整数，N≥M，分配滑窗的长度M可由地址分配设备根据实际需要进行设置，如果分配滑窗的长度设置的越小处理过程越灵活，但是地址分配设备分配次数会变多，从而导致分配效率变低，因此分配滑窗的长度设置需要大小适中，例如可设置为16、32、64或128等值。地址分配设备控制分配滑窗向左移动或向右移动，分配滑窗移动的移动步长可以为1个地址或多个地址，分配滑窗移动后其覆盖的地址块会发生变更，分配滑窗覆盖的地址块的长度等于分配滑窗的长度。

在本发明实施例中，地址分配设备移动长度等于M的分配滑窗搜索长度大于或等于N的空闲状态地址块分为两种情况，1、N＝M，地址分配设备移动分配滑窗，若分配滑窗覆盖的地址块为空闲状态，表示地址分配设备搜索到一个长度为N的空闲状态的地址块。2、N＞M，地址移动分配滑窗，若分配滑窗覆盖的地址块为空闲状态，表示搜索到一个可用位置(即搜索到一个长度为M的空闲状态的地址块)，基于分配滑窗的可用位置再检查与分配滑窗相邻的空闲状态的地址块，相邻的空闲状态的地址块与分配滑窗的头部地址或尾部地址相邻，如果该相邻的地址块的长度≥N-M，表明地址分配设备在全局地址池中搜索到一个长度大于N的空闲状态的地址块。

需要说明的是，地址分配设备从长度为N的空闲状态的地址块中选择长度为N的目标地址块只有一种可能的形式，即整个长度为N的地址块作为目标地址块；地址分配设备从长度为P的空闲状态的地址块中选择长度为N的目标地址块时，P＞N，地址分配设备选择的目标地址块存在P-N+1种可能的形式。优选的，地址分配设备从长度大于N的空闲状态的地址块的头部地址或尾部地址作为长度为N的目标地址块的头部地址或尾部地址，即选择的长度为N目标地址块与全局地址池中的占用状态的地址块相邻，以减少全局地址池中的地址碎片。

示例性的，假设全局地址池中存在一个长度为104的空闲状态的地址块，业务节点请求的地址的数量N＝100，地址分配设备优先选择长度为104的空闲 状态的地址块中第1个地址至第100个地址组成的地址块作为目标地址块，或者选择该地址块中第5个地址至第104个地址组成的地址块作为目标地址块。

在本发明的一些实施例中，可选的，如果全局地址池中不存在长度为N的空闲状态的地址块，从全局地址池中选择长度最大的空闲状态的地址块作为目标地址块。

可选的，在本发明的一些实施例中，全局地址池可以为一个分布式数据库，分布式数据库由多个分布式节点，该分布式数据库保存有全局地址池的相关信息，例如包括全局地址池的大小、地址的状态、当前分配滑窗的位置。相关信息作为数据索引表项可由各个业务节点进行读操作和写操作，分布式数据库需要保证在不同的业务节点进行写操作或读操作后数据值是最新且一致的。对于分布式数据库的处理，为了提高业务的处理性能，可以在各个业务节点本地对其需要频繁处理的数据进行缓存处理，缓存数据中保存了本地地址池的相关信息。

S103、所述地址分配设备将所述目标地址块分配给所述业务节点，并将所述目标地址块设置为占用状态；以使所述业务节点根据所述目标地址块更新本地地址池，并基于所述本地地址池为用户设备分配或释放地址。

具体的，地址分配设备将S102确定的目标地址块分配给业务节点使用，并将目标地址块设置为占用状态，这样目标地址块就不能再分配给其他的业务节点使用。地址分配设备可以向业务节点发送包括目标地址块的分配消息，以通知业务节点分配的目标地址块，业务节点根据目标地址块更新本地地址池。如果业务节点的本地地址池为空，业务节点将目标地址块作为本地地址池，此时本地地址池中的地址、地址数以及排列顺序与目标地址块保持一致；如果业务节点的本地地址池不为空，则将目标地址块放置在本地地址池头部地址之前或尾部地址之后生成新的本地地址池，并将本地地址池中的目标地址块设置为空闲状态。业务节点基于更新后的本地地址池处理所属的用户设备的上线请求和下线请求，用户设备上线时从本地地址池中分配地址，将分配的地址设置为占用状态；用户设备下线时将该用户设备的地址释放到本地地址池中，将该地址设置为空闲状态。

示例性的，全局地址池在初始状态时有1000个空闲状态的地址，即全局地址池可视为一个长度为1000的空闲状态的地址块。将1000个地址按顺序进行 编号，排在第1位的地址记为地址1，排在第2位的记为地址2，依次类推。业务节点请求的地址的数量N＝100，地址分配设备选择地址1至地址100组成的地址块作为目标地址块，地址分配设备将地址1至地址100的地址的状态全部设置为占用状态，地址分配设备将目标地址块分配给业务节点，业务节点根据目标地址块更新本地地址池。如果此时业务节点的本地地址池为空，本地地址池中的地址也为地址1至地址100组成的地址块，排列顺序不变。如果业务节点的本地地址池不为空，业务节点将目标地址池放置在本地地址池的尾部地址之后或头部地址之前。业务节点基于更新后的本地地址池处理用户设备的地址分配和释放操作，本地地址池中每个地址关联有状态信息，地址分配给用户设备时该地址标识为占用状态，未分配给用户设备时该地址标识为空闲状态。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述从长度为大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块，还包括：

根据所述目标地址块的头部地址、尾部地址、长度和状态标识生成并存储索引表项，所述索引表项用于表示所述目标地址块的位置和状态。

具体的，地址分配设备根据目标地址块的头部地址、尾部地址、长度和状态标识生成索引表项，索引表项用于表示目标地址块在全局地址池中的位置。根据上述的例子，目标地址块为全局地址池中地址1至地址100组成的地址块，地址分配设备获取目标地址块的头部地址：地址1，尾部地址：地址100、长度：100，状态标识：1(表示占用状态)，根据上述信息生成所述目标地址块的索引表项。这样，地址分配设备在下一次移动分配滑窗搜索空闲状态的目标地址块时，分配滑窗移动到某一个位置后，以分配滑窗对应的头部地址或尾部地址作为查询索引查询是否存在对应的索引表项，如果存在，根据头部地址或尾部地址查询索引表项中对应的长度和状态标识，因为索引表项中记录为占用状态的地址块的相关参数，地址分配设备可以根据索引表项将分配滑窗移动多个地址长度，以提高搜索的效率。

示例性的，在当前位置上，分配滑窗的头部地址为地址1，以地址1作为查询索引查询到预设的数据库中存在与地址1对应的索引表项，从索引表项中获取地址1关联的长度100和状态标识1(表示占用状态)，表明全局地址池中以地址1为头部地址，以地址100为尾部地址的长度为100的占用状态的地址块，地址分配设备直接将分配滑窗向后移动100个地址的长度，将分配滑窗的头部 地址落在地址100的位置，继续搜索全局地址池中符合条件的空闲状态的目标地址块，这样不需要每次以一个地址为移动步长移动分配滑窗，提高了搜索的效率。

S104、满足预设的回收触发条件时，所述地址分配设备获取所述业务节点上报的回收信息，所述回收信息用于表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置。

具体的，预设的回收触发条件可以为定时器设置的定时时长，地址分配设备将目标地址块分配给业务节点后，启动定时器，定时器预先设置有时间长度，地址分配设备检测到定时器到达预设的时间长度后，地址分配设备获取业务节点主动上报的回收信息，或者，地址分配设备在定时器到达预设的时间长度后，向业务节点发送指示消息，以指示业务节点上报回收信息。业务节点基于更新后的本地地址池在预设的时间长度内经过若干次的地址分配和释放操作后，本地地址池中可能存在空闲状态的地址块，回收信息用于表示本地地址池中的一个空闲状态的回收地址块的位置，回收信息包括回收地址块的头部地址、尾部地址和长度。

可以理解的是，定时器也可以预先设置一个定时时刻，地址分配设备检测到当前时刻为定时时刻时，获取业务节点主动上报的回收信息或向业务节点发送指示消息以指示业务节点上报回收信息。

示例性的，定时器设置的时间长度为5分钟，地址分配设备将目标地址块分配给业务节点后，业务节点启动定时器，到达定时器设置的时间长度5分钟后，地址分配设备获取业务节点主动上报的回收信息，业务节点在5分钟内经过若干次地址分配和释放操作后，本地地址池中可能存在空闲状态的地址块，业务节点查询本地地址池中满足条件的回收地址块，假设回收地址块为本地地址池中的地址51至地址100组成的地址块，业务节点根据该回收地址块的长度50，头部地址(地址51)和尾部地址(地址100)生成回收信息，将回收信息上报至地址分配设备。

S105、所述地址分配设备根据所述回收信息确定所述回收地址块在所述全局地址池中对应的地址块，并将所述对应的地址块设置为空闲状态。

具体的，地址分配设备根据回收信息确定回收地址块在全局地址池中对应的地址块，并将所述对应的地址块设置为空闲状态，回收地址块中包括的地址 和全局地址块中对应的地址块包括的地址相同，全局地址池中与回收地址块对应的地址块设置为空闲状态后又可以重新分配给其他的业务节点使用，提高了地址的利用率。

示例性的，假设业务节点的本地地址池和目标地址块中的地址是相同的，业务节点确定的回收地址块在全局地址池中对应的地址块位于目标地址块中，地址分配设备确定回收地址块在目标地址块中对应的地址块的位置，更新索引表项。

需要说明的是，地址分配设备可重复进行S104-S105，即达到定时器设置的时间长度后，地址分配设备再次启动定时器，检测定时器到达预设的时间长度，定时器每次设置的时间长度可以相等也可以不相等，地址分配设备获取业务节点上报的回收信息，地址分配设备根据回收信息确定全局址池池中的回收地址块对应的地址块，并该对应的地址块设置为空闲状态，直到业务节点的本地地址池中的地址全部回收地址全局地址池中后停止启动定时器。

实施本发明的实施例，地址分配设备根据业务节点的地址分配请求将全局地址池中空闲状态的目标地址块分配给业务节点，将目标地址块设置为占用状态，业务节点根据分配的目标地址块更新本地地址池，基于本地地址池为用户设备分配和释放地址，满足预设的回收触发条件，获取业务节点上报的回收信息，根据回收信息确定全局地址池中回收地址块对应的地址块，并将该地址块设置为空闲状态，全局地址池中空闲状态可分配给其他的业务节点，，提高了全局地址池中地址资源的利用率。

参见图2，为本发明第二实施例提供的一种地址的处理方法的流程示意图，在本发明实施例中，所述方法包括：

S201、业务节点向地址分配设备发送地址分配请求，所述地址分配请求用于向所述地址分配设备请求N个地址。

具体的，业务节点接收到用户设备发送的分配地址的请求，查询本地地址池中是否存在空闲状态的地址，若没有，业务节点向地址分配设备发送地址分配请求，地址分配请求用于向地址分配设备请求N个地址，N为大于0的整数；或者，业务节点检测到本地地址池中空闲状态的地址的数量小于预设值时，向地址分配设备发送地址分配请求。

S202、所述业务节点接收所述地址分配设备根据所述地址分配请求返回的 所述全局地址池中的目标地址块，并根据所述目标地址块更新本地地址池。

具体的，目标地址块为全局地址池中一段位置上相邻的空闲状态的地址集合，业务节点根据目标地址块更新本地地址池。如果业务节点接收到目标地址块之前，本地地址池为空，业务节点将目标地址块作为本地地址池，本地地址池为目标地址池的副本，本地地址池与目标地址块中包括的地址、数量及排列顺序是相同；如果本地地址池不为空，业务节点将目标地址块放置在本地地址池的头部地址之前或尾部地址之后。本地地址池中每个地址关联有表示其处于占用状态或空闲状态的状态标识符，空闲状态指对应的地址未分配给用户设备，占用状态指对应的地址已分配给用户设备。

S203、所述业务节点基于所述更新后的本地地址池为用户设备分配和释放地址。

其中，业务节点基于更新后的本地地址池处理为用户设备的分配或释放地址，例如，用户设备上线时，业务节点从本地地址池中分配一个空闲状态的地址给用户设备；当用户设备下线时，业务节点回收用户设备的地址，将地址设置为空闲状态。需要说明的是，业务节点按照顺序依次从本地地址池中分配空闲状态的地址给用户设备，即优先分配前面的空闲状态的地址，避免本地地址池出现过多的地址碎片。

示例性的，本地地址池中有8个地址，编号分别为地址1至地址8，在当前时刻，地址1至地址3处于占用状态，地址4-地址8处于空闲状态，业务节点接收到用户设备1的上线请求后，将地址4分配给用户设备1，本地地址池的状态变更为地址1至第4处于占用状态，地址5-地址8处于空闲状态。在下一时刻业务节点接收到用户设备1的下线请求，将用户设备1分配的地址4设置为空闲状态，则本地地址池的状态变更为地址1至地址3处于占用状态，地址4至地址8处于空闲状态。如果在下一时刻之后业务节点又接收到用户设备3的上线请求，再次将地址4分配给用户设备3。业务节点为用户设备分配地址的原则是：每次需要给用户设备分配地址时，从本地地址池的头部地址开始查询，将查询到的首个空闲状态的地址分配给请求的用户设备，这样有效的避免本地地址池产生过多的碎片。

S204、满足预设的回收触发条件时，确定所述本地地址池中空闲状态的回收地址块，并根据所述回收地址块生成回收信息，所述回收信息表示所述本地 地址池中空闲状态的回收地址块的位置。

具体的，预设的回收触发条件可以是：地址分配设备发送的指示消息或者预先设置的定时器到达时间长度后，业务节点确定出本地地址池中空闲状态的回收地址块，回收地址块为本地地址池中一段位置上相邻的空闲状态的地址集合。业务节点根据回收地址块生成回收信息，回收信息包括回收地址块的头部地址、尾部地址和长度，用于表示回收地址块在本地地址池中的位置。

可选的，在本发明的一些实施例中，所述业务节点查询所述本地地址池中是否存在长度大于或等于长度阈值且处于空闲状态的地址块，从长度大于或等于长度阈值的空闲状态的地址块中选择长度最大的地址块作为回收地址块。当然也可以从长度大于或等于长度阈值的空闲状态的地址块中选择任意一个地址块作为回收地址块。

如果本地地址池中不存在长度大于或等于长度阈值的空闲状态的地址块，表明本地地址池中的地址碎片过多，业务节点不在从本地地址池中向用户设备分配地址，只从本地地址池中释放用户设备占用的地址，业务节点检测到本地地址池中所有的地址均处于空闲状态时，将本地地址池中的地址回收到全局地址池中，地址分配设备将全局地址池中本地地址池对应的地址的状态设置为空闲状态，回收完成后，业务节点的本地地址池变为空，这样本地地址池中的地址可以被分配给其他的业务节点

可选的，业务节点通过移动预设的回收滑窗搜索所述本地地址池中是否存在长度大于或等于所述长度阈值的空闲状态的地址块；其中，所述回收滑窗为长度等于所述长度阈值的滑块。业务节点通过移动分配滑窗查询本地地址池中是否存在大于或等于长度阈值且处于空闲状态的地址块，业务节点控制回收滑窗可向左移动或向右移动，回收滑窗移动的步长可以为1个地址或多个地址。回收滑窗移动后，其覆盖的地址块会发生变更。移动回收滑窗搜索本地地址池中的回收地址块的过程可参照分配滑窗的分配过程。

S205、上报所述回收信息至所述地址分配设备。

具体的，回收信息包括回收地址块的头部地址、尾部地址和长度，地址分配设备可根据回收信息确定回收地址块在全局地址池中对应的地址块。业务节点将回收信息上报至地址分配设备后，可以将回收地址块从本地地址池中移除或将回收地址块设置为全局地址。

示例性的，业务节点将回收地址块从本地地址池中移除，本地地址池中除回收地址块之外的地址作为新的本地地址池，基于新的本地地址池进行地址分配和释放操作。

参见图3-图5，对业务节点上报回收信息后移除回收地址块的过程进行说明，其中，地址分配设备分配给业务节点的目标地址块，业务节点的本地地址池和目标地址块中的地址相同，标号1为分配滑窗，标号2为回收滑窗。

参见图3，第1个图中的全局地址池中黑色部分表示分配给业务节点的目标地址块，目标地址块处于占用状态，白色部分表示处于空闲状态的地址。第2个图中的本地地址池中的回收地址块位于中间位置，第3个图表示全局地址池将回收地址块回收到全局地址池后的情况，回收地址块在全局地址池中设置为空闲状态，此时可以分配给其他的业务节点。业务节点将回收地址块中本地地址池中移除，更新本地地址池。

参见图4，第1个图中的全局地址池中黑色部分表示分配给业务节点的目标地址块，目标地址块处于占用状态，白色部分表示处于空闲状态的地址。第2个图中的本地地址池中的回收地址块位于头部位置，第3个图表示全局地址池将回收地址块回收到全局地址池后的情况，回收地址块在全局地址池中设置为空闲状态，此时可以分配给其他的业务节点。业务节点将回收地址块中本地地址池中移除，更新本地地址池。

参见图5，第1个图中的全局地址池中黑色部分表示分配给业务节点的目标地址块，目标地址块处于占用状态，白色部分表示处于空闲状态的地址。第2个图中的本地地址池中的回收地址块位于尾部位置，第3个图表示全局地址池将回收地址块回收到全局地址池后的情况，回收地址块在全局地址池中设置为空闲状态，此时可以分配给其他的业务节点。业务节点将回收地址块中本地地址池中移除，更新本地地址池。

在本发明的一些实施例中，可选的，业务节点将回收地址块的回收信息上报给地址分配设备之前，若与回收地址块相邻的地址块的长度小于长度阈值，禁止从所述相邻的地址块中分配地址，当检测到相邻的地址块处于空闲状态后，将所述相邻的地址块回收至所述全局地址池中。

具体的，根据回收地址块的位置，相邻的地址块分为如下的情况，回收地址块位于中间位置、头部位置或尾部位置。如果回收地址块位于本地地址池的 头部位置，相邻的地址块只有1个，即回收地址块后面的地址块，如果后面的地址块的长度小于长度阈值，则业务节点不再从这个地址块中分配地址，只释放地址。如果回收地址块位于本地地址池的中间位置，相邻的地址块有2个，即回收地址块前面的地址块和后面的地址块，如果前面的地址块或后面的地址块的长度小于长度阈值，业务节点不再从该地址块中分配地址，只释放地址。如果回收地址块位于本地地址池的尾部位置，相邻的地址块有1个，即回收地址块后面的地址块，如果后面的地址块的长度小于长度阈值，业务节点不再从该地址块中分配地址，只释放地址。如果回收地址块前面的或后面的相邻的地址块处于空闲状态，将对应的地址块回收到全局地址池中，同时将回收到全局地址池的地址块从本地地址池中移除或设置为全局地址，这样可有效的减少本地地址池的地址碎片。

实施本发明的实施例，业务节点接收地址分配设备从全局地址池中分配的目标地址块，业务节点将目标地址块并入本地地址池，并基于本地地址池处理用户设备的地址分配和释放操作，业务节点定期将未分配的地址重新回收到全局地址池中，这样，能够避免地址资源的闲置，有效的提高了地址的分配效率。

参见图6，为本发明第一实施例提供的一种地址分配设备的结构示意图，在本发明实施例中，所述地址分配设备包括请求接收模块10、确定模块11、地址分配模块12、获取模块13和回收模块14。

请求接收模块10，用于接收业务节点发送的地址分配请求，所述地址分配请求包括所述业务节点需要的地址数量N，N为大于0的整数；

确定模块11，用于查询全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块，若为是，从长度为大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块；

地址分配模块12，用于将所述目标地址块分配给所述业务节点，并将所述目标地址块设置为占用状态；以使所述业务节点根据所述目标地址块更新本地地址池，并基于所述本地地址池为用户设备分配或释放地址；

获取模块13，用于满足预设的回收触发条件时，所述地址分配设备获取所述业务节点上报的回收信息，所述回收信息用于表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置；

回收模块14，用于根据所述回收信息确定所述回收地址块在所述全局地址 池中对应的地址块，并将所述对应的地址块设置为空闲状态。

可选的，确定模块11具体用于通过移动预设的分配滑窗搜索所述全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块；其中，所述分配滑窗为长度等于M的滑块，M为大于0的整数，N≥M。

可选的，确定模块11还用于根据所述目标地址块的头部地址、尾部地址、长度和状态标识生成并存储索引表项，所述索引表项用于表示所述目标地址块的位置和状态。

本发明实施例和方法实施例一基于同一构思，其带来的技术效果也相同，具体请参照方法实施例一的描述，此处不再赘述。

参见图7，为本发明第一实施例提供的一种业务节点的结构示意图，在本发明实施例中，所述业务节点包括发送模块20、接收模块21、处理模块22、生成模块23和上报模块24。

发送模块20，用于向地址分配设备发送地址分配请求。

具体的，发送模块20接收到用户设备发送的分配地址的请求，查询本地地址池中是否存在空闲状态的地址，若没有，发送模块20向地址分配设备发送地址分配请求，地址分配请求用于向地址分配设备请求N个地址，N为大于0的整数；或者，发送模块20检测到本地地址池中空闲状态的地址的数量小于预设值时，向地址分配设备发送地址分配请求。

接收模块21，用于接收所述地址分配设备根据所述地址分配请求返回的所述全局地址池中的目标地址块，并根据所述目标地址块更新所述本地地址池。

具体的，目标地址块为全局地址池中一段位置上相邻的空闲状态的地址集合，业务节点根据目标地址块更新本地地址池。如果业务节点接收到目标地址块之前，本地地址池为空，接收模块21将目标地址块作为本地地址池，本地地址池为目标地址池的副本，本地地址池与目标地址块中包括的地址、数量及排列顺序是相同；如果本地地址池不为空，接收模块21将目标地址块放置在本地地址池的头部地址之前或尾部地址之后。本地地址池中每个地址关联有表示其处于占用状态或空闲状态的状态标识符，空闲状态指对应的地址未分配给用户设备，占用状态指对应的地址已分配给用户设备。

处理模块22，用于基于所述更新后的本地地址池为用户设备分配和释放地址。

其中，处理模块22基于更新后的本地地址池处理为用户设备的分配或释放地址，例如，用户设备上线时，处理模块22从本地地址池中分配一个空闲状态的地址给用户设备；当用户设备下线时，处理模块22回收用户设备的地址，将地址设置为空闲状态。需要说明的是，处理模块22按照顺序依次从本地地址池中分配空闲状态的地址给用户设备，即优先分配前面的空闲状态的地址，避免本地地址池出现过多的地址碎片。

示例性的，本地地址池中有8个地址，编号分别为地址1至地址8，在当前时刻，地址1至地址3处于占用状态，地址4-地址8处于空闲状态，处理模块22接收到用户设备1的上线请求后，将地址4分配给用户设备1，本地地址池的状态变更为地址1至第4处于占用状态，地址5-地址8处于空闲状态。在下一时刻处理模块22接收到用户设备1的下线请求，将用户设备1分配的地址4设置为空闲状态，则本地地址池的状态变更为地址1至地址3处于占用状态，地址4至地址8处于空闲状态。如果在下一时刻之后处理模块22又接收到用户设备3的上线请求，再次将地址4分配给用户设备3。处理模块22为用户设备分配地址的原则是：每次需要给用户设备分配地址时，从本地地址池的头部地址开始查询，将查询到的首个空闲状态的地址分配给请求的用户设备，这样有效的避免本地地址池产生过多的碎片。

生成模块23，用于满足预设的回收触发条件时，确定所述本地地址池中空闲状态的回收地址块，并根据所述回收地址块生成回收信息；所述回收信息表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置。

具体的，预设的回收触发条件可以是：地址分配设备发送的指示消息或者预先设置的定时器到达时间长度后，生成模块23确定出本地地址池中空闲状态的回收地址块，回收地址块为本地地址池中一段位置上相邻的空闲状态的地址集合。生成模块23根据回收地址块生成回收信息，回收信息包括回收地址块的头部地址、尾部地址和长度，用于表示回收地址块在本地地址池中的位置。

上报模块24，用于上报所述回收信息至所述地址分配设备。

具体的，回收信息包括回收地址块的头部地址、尾部地址和长度，地址分配设备可根据回收信息确定回收地址块在全局地址池中对应的地址块。上报模块24将回收信息上报至地址分配设备后，可以将回收地址块从本地地址池中移除或将回收地址块设置为全局地址。

进一步可选的，参见图8，所述生成模块23包括查询单元231和选择单元232。

查询单元231，用于查询所述本地地址池中是否存在长度大于或等于预设的长度阈值的空闲状态的地址块；

选择单元232，用于若所述查询单元的查询结果为是，从长度大于或等于所述长度阈值且处于空闲状态的地址块中选择长度最大的地址块作为回收地址块。

进一步可选的，查询单元231具体用于通过移动预设的回收滑窗搜索所述本地地址池中是否存在长度大于或等于所述长度阈值的空闲状态的地址块；其中，所述回收滑窗为长度等于所述长度阈值的滑块。

本发明实施例和方法实施例二基于同一构思，其带来的技术效果也相同，具体请参照方法实施例二的描述，此处不再赘述。

参加图9，为本发明第二实施例提供的一种地址分配设备的结构示意图，在本发明实施例中，所述地址分配设备包括处理器61、存储器62和通信接口63，通信接口63用于与外部设备进行通信，地址分配设备中的处理器61的数量可以是一个或多个，图9以一个处理器为例。本发明的一些实施例中，处理器61、存储器62和通信接口63可通过总线或其他方式连接，图9中以总线连接为例。

其中，存储器62中存储一组程序代码，且处理器61用于调用存储器62中存储的程序代码，用于执行以下操作：

接收业务节点发送的地址分配请求，所述地址分配请求包括所述业务节点需要的地址数量N，N为大于0的整数；

查询全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块，若为是，从长度为大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块；

将所述目标地址块分配给所述业务节点，并将所述目标地址块设置为占用状态；以使所述业务节点根据所述目标地址块更新本地地址池，并基于所述本地地址池为用户设备分配或释放地址；

满足预设的回收触发条件时，所述地址分配设备获取所述业务节点上报的回收信息，所述回收信息用于表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置；

根据所述回收信息确定所述回收地址块在所述全局地址池中对应的地址块，并将所述对应的地址块设置为空闲状态。

在本发明的一些实施例中，处理器61执行所述查询全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块包括：

通过移动预设的分配滑窗搜索所述全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块；其中，所述分配滑窗为长度等于M的滑块，M为大于0的整数，N≥M。

在本发明的一些实施例中，处理器61还用于执行：

根据所述目标地址块的头部地址、尾部地址、长度和状态标识生成并存储索引表项，所述索引表项用于表示所述目标地址块的位置和状态。

参加图10，为本发明第二实施例提供的一种业务节点的结构示意图，在本发明实施例中，所述业务节点包括处理器71、存储器72和通信接口73，通信接口73用于与外部设备进行通信，业务节点中的处理器71的数量可以是一个或多个，图10以一个处理器为例。本发明的一些实施例中，处理器71、存储器72和通信接口73可通过总线或其他方式连接，图10中以总线连接为例。

其中，存储器72中存储一组程序代码，且处理器71用于调用存储器72中存储的程序代码，用于执行以下操作：

向地址分配设备发送地址分配请求；

接收所述地址分配设备根据所述地址分配请求返回的所述全局地址池中的目标地址块，并根据所述目标地址块更新本地地址池；

基于所述更新后的本地地址池为用户设备分配和释放地址；

满足预设的回收触发条件时，确定所述本地地址池中空闲状态的回收地址块，并根据所述回收地址块生成回收信息；所述回收信息表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置；

上报所述回收信息至所述地址分配设备。

在本发明的一些实施例中，处理器71执行所述确定所述本地地址池中空闲状态的回收地址块包括：

查询所述本地地址池中是否存在长度大于或等于预设的长度阈值的空闲状态的地址块；

若所述查询单元的查询结果为是，从长度大于或等于所述长度阈值且处于 空闲状态的地址块中选择长度最大的地址块作为回收地址块。

在本发明的一些实施例中，处理器71执行所述查询所述本地地址池中是否存在长度大于或等于预设的长度阈值的空闲状态的地址块包括：

通过移动预设的回收滑窗搜索所述本地地址池中是否存在长度大于或等于所述长度阈值的空闲状态的地址块；其中，所述回收滑窗为长度等于所述长度阈值的滑块。

参见图11，为本发明实施例提供的一种地址分配系统的结构示意图，在本发明实施例中，地址分配设备负责至少一个业务节点的地址分配和回收，每个业务节点负责多个用户设备的地址分配和释放。本发明实施例中地址分配设备负责3个业务节点的地址分配和回收，下面就以地址分配设备为业务节点2分配和回收地址说明该地址分配系统的工作原理：

地址分配设备1接收业务节点2发送的地址分配请求，地址分配请求中包括业务节点2需要的地址的数量N，地址分配设备1从全局地址池中确定长度为N的空闲状态的目标地址块，地址分配设备1将目标地址块分配给业务节点2，并将目标地址块设置为占用状态，业务节点2接收地址分配设备1分配的目标地址块；业务节点2根据目标地址块更新本地地址池，并基于更新后的本地地址池进行地址分配和释放；业务节点2根据地址分配设备发送的指示消息或检测到到达预设的时间长度时，确定本地地址池中处于空闲状态的回收地址块；业务节点2根据回收地址块生成回收信息，并将回收信息上报至地址分配设备1以及将回收地址块从所述本地地址池中移除或将回收地址池设置为全局地址。地址分配设备1获取业务节点2上报的回收信息，地址分配设备1根据回收信息确定回收地址块在全局地址池中的对应的地址块，并将该对应的地址块设置为空闲状态，这样地址分配设备1可以将业务节点2中的空闲状态的地址重新分配给业务节点1或3，当然也可以重新再分配给业务节点2，提高了地址的利用率。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在进行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种地址的处理方法，其特征在于，包括：

地址分配设备接收业务节点发送的地址分配请求，所述地址分配请求包括所述业务节点需要的地址数量N，N为大于0的整数；

所述地址分配设备查询全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块，若为是，从长度为大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块；

所述地址分配设备将所述目标地址块分配给所述业务节点，并将所述目标地址块设置为占用状态；以使所述业务节点根据所述目标地址块更新本地地址池，并基于所述本地地址池为用户设备分配或释放地址；

满足预设的回收触发条件时，所述地址分配设备获取所述业务节点上报的回收信息，所述回收信息用于表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置；

所述地址分配设备根据所述回收信息确定所述回收地址块在所述全局地址池中对应的地址块，并将所述对应的地址块设置为空闲状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地址分配设备查询所述全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块包括：

通过移动预设的分配滑窗搜索所述全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块；其中，所述分配滑窗为长度等于M的滑块，M为大于0的整数，N≥M。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述从长度为大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块，还包括：

根据所述目标地址块的头部地址、尾部地址、长度和状态标识生成并存储索引表项，所述索引表项用于表示所述目标地址块的位置和状态。

4.一种地址分配设备，其特征在于，包括：

请求接收模块，用于接收业务节点发送的地址分配请求，所述地址分配请求包括所述业务节点需要的地址数量N，N为大于0的整数；

确定模块，用于查询全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块，若为是，从长度为大于或等于N的空闲状态的地址块中选择长度为N的地址块作为目标地址块；

地址分配模块，用于将所述目标地址块分配给所述业务节点，并将所述目标地址块设置为占用状态；以使所述业务节点根据所述目标地址块更新本地地址池，并基于所述本地地址池为用户设备分配或释放地址；

获取模块，用于满足预设的回收触发条件时，所述地址分配设备获取所述业务节点上报的回收信息，所述回收信息用于表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置；

回收模块，用于根据所述回收信息确定所述回收地址块在所述全局地址池中对应的地址块，并将所述对应的地址块设置为空闲状态。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述确定模块具体用于通过移动预设的分配滑窗搜索所述全局地址池中是否存在长度大于或等于N的空闲状态的地址块；其中，所述分配滑窗为长度等于M的滑块，M为大于0的整数，N≥M。

6.如权利要求4或5所述的设备，其特征在于，所述确定模块还用于根据所述目标地址块的头部地址、尾部地址、长度和状态标识生成并存储索引表项，所述索引表项用于表示所述目标地址块的位置和状态。

7.一种业务节点，其特征在于，包括：

发送模块，用于向地址分配设备发送地址分配请求；

接收模块，用于接收所述地址分配设备根据所述地址分配请求返回的所述全局地址池中的目标地址块，并根据所述目标地址块更新本地地址池；

处理模块，用于基于所述更新后的本地地址池为用户设备分配和释放地址；

生成模块，用于满足预设的回收触发条件时，确定所述本地地址池中空闲状态的回收地址块，并根据所述回收地址块生成回收信息；所述回收信息表示所述本地地址池中空闲状态的回收地址块的位置；

上报模块，用于上报所述回收信息至所述地址分配设备。

8.如权利要求7所述的节点，其特征在于，所述生成模块包括：

查询单元，用于查询所述本地地址池中是否存在长度大于或等于预设的长度阈值的空闲状态的地址块；

选择单元，用于若所述查询单元的查询结果为是，从长度大于或等于所述长度阈值且处于空闲状态的地址块中选择长度最大的地址块作为回收地址块。

9.如权利要求8所述的节点，其特征在于，所述查询单元具体用于通过移动预设的回收滑窗搜索所述本地地址池中是否存在长度大于或等于所述长度阈值的空闲状态的地址块；其中，所述回收滑窗为长度等于所述长度阈值的滑块。

10.一种地址分配系统，其特征在于，包括：如权利要求4-6任意一项所述的地址分配设备和如权利要求7-9任意一项所述的业务节点。