CN104660446A - N:1保护场景下dhcp中继实现系统及方法 - Google Patents

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一种N:1保护场景下DHCP中继实现系统及方法，涉及通信网络中DHCP领域，包括IP协议栈和DHCP中继模块，IP协议栈包括主机路由发布模块、数据收发包模块和上报模块；DHCP中继模块包括DHCP协议模块、下发模块和出接口信息管理模块；主机路由发布模块用于发布主机路由到网络侧；上报模块用于向DHCP中继模块发送需要添加存储的出接口信息；出接口信息管理模块用于存储出接口信息，查找汇聚层设备的对应基站的出接口信息；下发模块用于向数据收发包模块发送已添加的对应出接口信息；本发明汇聚层设备开启DHCP中继功能后能够单播应答包到相应的基站，避免影响其他基站，从而保证网络业务不受影响。

Description

N:1保护场景下DHCP中继实现系统及方法
技术领域
本发明涉及通信网络中DHCP领域，具体来讲是一种N:1保护场景下DHCP中继实现系统及方法。
背景技术
为了便于电信业务中无线基站的可管理，需要从网管服务器获取本端的地址信息，之后网管服务器才可以利用本端地址开展各种业务。在通信网络中，DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机分配协议)客户端获取IP地址时通常采用DHCP协议来实现。为了解决跨网络申请地址的需求，就产生了DHCP中继(RELAY)技术。
目前，为了满足电信业务中无线基站跨网段获取地址的需要，很多汇聚层设备都提供了DHCP中继的功能。在移动互联网回传网络N:1保护场景的应用中，数据上行，汇聚层设备能正常中继DHCP报文到DHCP SERVER(服务器)设备，但数据下行时，汇聚层设备不知道对应用户接入设备的出接口信息，就会将该应答包发给所有基站，这样会对基站造成影响，甚至可能会影响到网络业务。
目前，DHCP中继使能option82的方案，使能DHCP中继功能的汇聚层设备在收到基站广播的DHCP请求报文时，记录相应的出接口信息并保存到option82的选项中；如果远端DHCP SERVER设备支持option82功能，DHCP SERVER回应的DHCP应答报文都会将option82的内容返回，汇聚层设备收到DHCP Server的应答报文后解析报文中option82的内容，找到相应的出接口信息，这样就可以将应答包单播给相应的基站，而不是发给所有的基站。但是对于远端DHCP SERVER设备不支持option82功能时，使能DHCP中继的汇聚层设备就不能起到单播应答报文到相应基站的作用。
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N:1保护场景下DHCP中继实现系统及方法，汇聚层设备开启DHCP中继功能后能够单播应答包到相应的基站，避免影响其他基站，从而保证网络业务不受影响。
为达到以上目的，本发明采取一种N:1保护场景下DHCP中继实现系统，包括IP协议栈和DHCP中继模块，IP协议栈包括主机路由发布模块、数据收发包模块和上报模块；DHCP中继模块包括DHCP协议模块、下发模块和出接口信息管理模块；主机路由发布模块被IP协议栈调用，用于发布主机路由到网络侧，保证数据上行和下行都经过同一汇聚层设备；上报模块由数据收发包模块调用，用于向DHCP中继模块发送需要添加存储的出接口信息；出接口信息管理模块用于存储出接口信息，查找汇聚层设备的对应基站的出接口信息；下发模块由DHCP协议模块调用，用于向数据收发包模块发送已添加的对应出接口信息。
在上述技术方案的基础上，所述出接口信息管理模块包括存储模块和查找模块，存储模块用于存储DHCP中继模块收到的出接口信息，查找模块用于查找对应基站的出接口信息。
在上述技术方案的基础上，所述出接口信息管理模块还包括删除模块，由DHCP协议模块调用，用于在下发模块成功下发出接口信息后，删除相应的出接口信息。
本发明还提供一种所述系统的N:1保护场景下DHCP中继实现方法，包括：S1.在汇聚层设备上配置Loopback接口，发布主机路由到网络侧；S2.数据上行，当数据收发包模块收到基站的请求包时，通过上报模块向DHCP中继模块上报出接口信息；S3.DHCP中继模块将收到的出接口信息以及基站的MAC，以映射条目的方式存储在DHCP中继模块内；S4.数据下行，当DHCP中继模块收到网络侧发来的应答包，根据应答包中的基站的MAC，调用出接口信息管理模块找出对应的出接口信息，再通过下发模块将对应的出接口信息发给数据收发包模块；S5.数据收发包模块收到应答包后，根据由DHCP中继模块发来的出接口信息，单播该应答包到对应的基站。
在上述技术方案的基础上，所述出接口信息管理模块包括存储模块和查找模块，步骤S3中出接口信息以及基站的MAC以映射条目的方式存储在存储模块中，步骤S4中，DHCP协议模块调用查找模块在存储模块内找出对应的出接口信息。
在上述技术方案的基础上，所述出接口信息管理模块包括删除模块，下发模块将对应的出接口信息发给数据收发包模块之后，删除模块删除DHCP中继模块内相应的出接口信息。
本发明的有益效果在于：通过环回口发布主机路由，并在DHCP中继模块内部记录数据包的出接口信息，实现了N:1保护场景下基站请求本端IP，汇聚层设备开启DHCP中继功能后能够单播应答包到相应的基站，解决了以往汇聚层设备的DHCP中继应答报文时发送应答包到所有基站的问题，避免影响其他基站，从而保证网络业务不受影响。同时，相对于option82的方案，也能适用于远端DHCPSERVER主机不支持option82功能的场景，解决了option82方案的局限性，增强了网络的稳定性、安全性，并且增强了用户的体验。
附图说明
图1为本发明N:1保护场景下DHCP中继实现系统的示意图；
图2为本发明实施例N:1保护场景下DHCP中继的组网场景图。
附图标记：
IP协议栈1，主机路由发布模块11，数据收发包模块12，上报模块13；
DHCP中继模块2，DHCP协议模块21，下发模块22，出接口信息管理模块23，存储模块231，查找模块232，删除模块233。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明N:1保护场景下DHCP中继实现系统，包括IP协议栈1和DHCP中继模块2，IP协议栈1包括IP协议栈包括主机路由发布模块11、数据收发包模块12和上报模块13；主机路由发布模块11被IP协议栈1调用，用于发布主机路由到网络侧，保证数据上行和下行都经过同一汇聚层设备；上报模块13由数据收发包模块12调用，用于向DHCP中继模块2发送需要添加存储的出接口信息。所述DHCP中继模块2包括DHCP协议模块21、下发模块22和出接口信息管理模块23，下发模块22由DHCP协议模块21调用，用于向IP协议栈1的数据收发包模块12发送已添加的对应出接口信息。出接口信息管理模块23包括存储模块231和查找模块232，存储模块231用于存储DHCP中继模块2收到的出接口信息，查找模块232用于从存储模块231中查找对应基站的出接口信息，由于N：1保护场景中多个基站对应一台汇聚层设备，因此对应基站为该汇聚层设备对应的用户侧基站。所述出接口信息管理模块23还可以包括删除模块233，由DHCP协议模块21调用，用于在下发模块22成功下发出接口信息后，删除存储模块231中相应的出接口信息。
本发明N:1保护场景下DHCP中继实现方法，具体包括如下步骤：
S1.在汇聚层设备上配置Loopback接口供其他模块使用，主机路由发布模块11发布主机路由到网络侧。
S2.数据上行，当数据收发包模块12收到基站的请求包时，通过上报模块13向DHCP中继模块2上报出接口信息。
S3.DHCP中继模块2将收到的出接口信息以及基站的MAC，以映射条目的方式存储在DHCP中继模块2的存储模块231内。
S4.数据下行，当DHCP中继模块2收到网络侧发来的应答包，根据应答包中的基站的MAC，调用出接口信息管理模块23的查找模块232，在存储模块231中找出对应的出接口信息，再通过下发模块22将对应的出接口信息发给IP协议栈1的数据收发包模块12。下发模块22将对应的出接口信息发给数据收发包模块12之后，删除模块233删除DHCP中继模块2的存储模块231中相应的出接口信息。
S5.数据收发包模块12收到应答包后，根据由DHCP中继模块2发来的出接口信息，单播该应答包到对应的基站。
下面通过具体实施例详细说明本发明内容。
如图2所示，以N:1保护场景下DHCP中继的组网场景图为例，基站(Base Transceiver Station，BTS)作为用户侧网络设备，A设备作为用户接入设备，一般为支持VPWS(Virtual Private Wire Service，虚拟专用线服务)功能的数据通信设备，用于接入用户侧的网络设备。B设备作为无线业务侧的网关，相当于汇聚层设备，DHCP SERVER主机作为目的网络设备。上行业务是指从基站到DHCP SERVER主机之间的业务，下行业务是指从DHCP SERVER主机到BTS之间的业务。其中，基站通过AC(Attachment Circuit，接入电路)接入A设备，A设备与两个B设备之间通过L2接口建立主备PW(伪线)，B设备配置VE Group(虚拟以太网接口组)将多个L2VE接口和L3VE接口绑定，A设备网关IP地址配置为B设备的L3VE接口IP地址(主备两个B设备的L3VE接口IP地址相同)，配置基站的IP地址与网关IP在同一个网段之内，基站广播DHCP请求包(如：discover、request等)。
当网络汇聚侧主备B设备上配置DHCP中继功能时，具体实现方法如下：
S101.接入侧A设备通过接入侧的多个L2接口分别与主备B设备的多个L2VE接口连接，配置主备冗余PW承载VPWS业务，A设备配置双PW分别终结到汇聚侧的两个B设备。
S102.主用B设备和备用B设备均配置L2VE接口与接入侧设备A连接，并配置L3VE接口，与L2VE组成VE Group执行二转三功能，终结PW。主用B设备和备用B设备配置相同的L3VE接口的IP与MAC，该IP作为基站的网关；
S103.主用B设备上记录开启DHCP中继功能的L3VE接口绑定的VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)，在该VPN内配置一个环回接口Loopback，在该Loopback接口上配置一个与L3VE接口的主IP在同一网段内的IP。在N:1保护场景中，同一个VPN内会有多个L3VE子接口，添加Loopback并配置IP，要保证IP与对应的多个L3VE接口的IP都在同一网段内。同时将Loopback的主机路由发布到DHCP SERVER主机侧的路由器，保证DHCP SERVER主机和该Loopback能相互ping通。
S104.在备用B设备的同一VPN内添加一个Loopback环回口，并配置Loopback的IP，要求满足步骤S103中主用B设备的条件，同时又不能与主用B设备上对应的VPN内的Loopback接口的IP一样。
S105.在主备B设备上需要开启DHCP中继功能的L3VE接口开启DHCP中继功能后，配置远端DHCP SERVER的IP地址，再该L3VE接口上配置指定对应的VPN内的Loopback接口的IP地址作为DHCP请求包的源IP。
S106.数据业务上行时，基站广播发送DHCP discover报文，主用B设备的DHCP中继模块收到该请求报文后，将基站的源MAC和对应的出接口信息以一个映射条目的方式记录下来，并中继该DHCP discover报文到远端DHCP SERVER，源IP设置为对应Loopback接口的IP、目的IP为远端DHCP SERVER的IP；同时设置DHCP discover报文中的GIADDR字段为对应的Loopback接口的IP。
S107.数据业务下行时，远端DHCP SREVER处理请求包之后，单播回应DHCP应答包(offer报文)，主用B设备收到DHCP应答包后根据相应的MAC映射关系在存储模块中查找出接口信息，将该应答包单播到相应的基站。
S108.基站收到应答报文，处理之后发送DHCP requerst报文，再转发至DHCP SERVER处理之后返回ACK应答报文，至此，基站获取到可被管理的本端IP。
上述步骤中，如果主用B设备掉电，由于备用B设备也已经配置了DHCP RELAY功能，同样的基站请求IP地址过程一样，基站也能获取到本端IP。
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 (6)

1.一种N:1保护场景下DHCP中继实现系统，其特征在于，包括IP协议栈和DHCP中继模块，IP协议栈包括主机路由发布模块、数据收发包模块和上报模块；DHCP中继模块包括DHCP协议模块、下发模块和出接口信息管理模块；主机路由发布模块被IP协议栈调用，用于发布主机路由到网络侧，保证数据上行和下行都经过同一汇聚层设备；上报模块由数据收发包模块调用，用于向DHCP中继模块发送需要添加存储的出接口信息；出接口信息管理模块用于存储出接口信息，查找汇聚层设备的对应基站的出接口信息；下发模块由DHCP协议模块调用，用于向数据收发包模块发送已添加的对应出接口信息。
2.如权利要求1所述的N:1保护场景下DHCP中继实现系统，其特征在于：所述出接口信息管理模块包括存储模块和查找模块，存储模块用于存储DHCP中继模块收到的出接口信息，查找模块用于查找对应基站的出接口信息。
3.如权利要求2所述的N:1保护场景下DHCP中继实现系统，其特征在于：所述出接口信息管理模块还包括删除模块，由DHCP协议模块调用，用于在下发模块成功下发出接口信息后，删除相应的出接口信息。
4.一种基于权利要求1所述系统的N:1保护场景下DHCP中继实现方法，其特征在于，包括：
S1.在汇聚层设备上配置Loopback接口，发布主机路由到网络侧；
S2.数据上行，当数据收发包模块收到基站的请求包时，通过上报模块向DHCP中继模块上报出接口信息；
S3.DHCP中继模块将收到的出接口信息以及基站的MAC，以映射条目的方式存储在DHCP中继模块内；
S4.数据下行，当DHCP中继模块收到网络侧发来的应答包，根据应答包中的基站的MAC，调用出接口信息管理模块找出对应的出接口信息，再通过下发模块将对应的出接口信息发给数据收发包模块；
S5.数据收发包模块收到应答包后，根据由DHCP中继模块发来的出接口信息，单播该应答包到对应的基站。
5.如权利要求4所述的N:1保护场景下DHCP中继实现方法，其特征在于：所述出接口信息管理模块包括存储模块和查找模块，步骤S3中出接口信息以及基站的MAC以映射条目的方式存储在存储模块中，步骤S4中，DHCP协议模块调用查找模块在存储模块内找出对应的出接口信息。
6.如权利要求4所述的N:1保护场景下DHCP中继实现方法，其特征在于：所述出接口信息管理模块包括删除模块，下发模块将对应的出接口信息发给数据收发包模块之后，删除模块删除DHCP中继模块内相应的出接口信息。
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