CN110798507A - 一种dhcp地址分配记忆的方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机IP地址管理分配技术领域，公开了一种DHCP地址分配记忆的方法及系统，该方法包括：制定DHCP服务器存储机制，将DHCP空闲的可分配地址，分为多级存储空间，且DHCP集群同步共享；建立存储客户端的信息与IP地址之间的映射关系；制定DHCP地址分配机制，当收到客户端的地址分配申请后，通过查看是否有历史分配过的地址，并结合DHCP存储机制实现地址的分配。本发明提供一种DHCP地址分配记忆方法和系统，实现了在地址范围足量的情况下复用历史租赁，尽量保证同一个客户端多次重新申请的地址保持一致，规避了因地址变更而需要重新认证或对业务产生短暂影响。

Description

一种DHCP地址分配记忆的方法与系统

技术领域

本发明涉及计算机IP地址管理分配领域，具体地说，是涉及一种DHCP地址分配记忆的方法与系统。

背景技术

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)是一种基于UDP协议且仅限于在局域网内部使用的网络协议，主要用于大型局域网环境或者存在较多移动办公设备的局域网环境中。其主要作用是集中的管理，分配IP地址，使网络环境中的主机动态的获得IP地址，Gateway地址，DNS服务器地址等信息，可以有效提升IP地址的利用率，提高配置效率，并降低管理和维护成本。

目前DHCP地址分配策略主要有手动分配，自动分配和动态分配三种方式，手动分配是网络管理员通过手工方法在DHCP服务器上配置DHCP客户机的IP地址；自动分配是当客户机第一次向DHCP服务器租用到IP地址后，这个地址就永久地分配给了该DHCP服务器，而不会再分配给其他客户机；动态分配是当DHCP客户机向DHCP服务器租用IP地址时，DHCP只是暂时分配给客户机一个IP地址，只要租赁到期，这个地址就会还给DHCP服务器，以供其他客户机使用，如果DHCP客户机仍需要一个IP地址，则再次向DHCP发送IP地址分配请求。动态分配方法是唯一能够重复使用IP地址的方法，但其分配方式是随机地在地址池中选取一个IP地址，确定该地址未被分配后，将其分配给客户端，如果同一个客户端重新申请到的IP地址发生改变，可能会因此对业务产生短暂的影响或在某些业务场景下需要重新认证。这种随机分配机制无法实现客户端在地址池范围足量的情况下复用历史租赁，无法满足重复使用IP地址并尽量保证同一个客户端多次申请取到的地址不变的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种DHCP地址分配记忆的方法与系统，以解决客户端无法复用历史租赁的IP地址的问题，实现在地址池范围足量的情况下，尽量保证同一个客户端多次重新申请取到的IP地址保持不变。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供一种DHCP地址分配记忆的方法，该方法包括步骤：

S1、将DHCP空闲的可分配地址分为多级存储空间；第一级存储没有任何历史分配信息的IP地址，第二级存储有历史分配信息的IP地址；

S2、存储客户端信息(MAC地址或其他客户端标识信息)与IP地址之间的映射关系，如果同一客户端与多个IP地址存在映射关系，按照IP地址获取的时间先后排序；

S3、当收到客户端的地址分配申请时，通过客户端信息查看是否有历史分配过的地址；

S4、如果存在且当前地址可用，优先选用分配这个地址，若存在多个历史分配过的地址，按照分配的时间先后进行排序再选取。

S5、如果客户端不存在历史分配地址或者所有历史分配地址不可用，则根据多级存储机制分配地址；

S6、如果同时收到匹配同一个地址的多个历史客户端的DHCP请求，优先分配给较近时间获取过该地址的客户端。

优选地，步骤S1中，所述的多级存储空间机制主要包括：将DHCP空闲的可分配地址分为两级空间进行存储，第一级存储没有任何历史分配信息的IP地址，即该地址从未被分配给客户端；第二级存储有历史分配信息的IP地址，即曾分配给客户端，租赁时间到期后被收回的IP地址，在第二级存储空间中将所有IP地址按照租赁过期的先后时间排序，以此确定分配机制的优先级。

优选地，步骤S1中，多级存储空间可以是一个DHCP服务器的存储，也可以是外部存储或是一块共享同步的存储空间，该存储空间满足DHCP集群同步共享，存储有历史信息的空闲地址空间(第二级存储空间)实现DHCP集群共享并同步更新，存储没有历史信息的地址空间(第一级存储空间)实现DHCP集群共享或空间划分，避免地址分配冲突，实现DHCP集群更好的管理分配IP地址。

优选地，步骤S2中，所述的客户端信息，包括客户端的MAC地址或者其他客户端的标识信息，对于第二级存储空间中的IP地址，存储其与客户端信息之间的映射关系，如果同一个客户端历史上获取过多个IP地址，则按照地址获取的时间先后顺序将对应的映射关系进行排序，以此确定分配机制的优先级。

优选地，步骤S4中，当DHCP服务器收到客户端的地址分配申请后，通过客户端信息查看当前客户端存在历史分配过的地址并且该地址当前可用，那么DHCP服务器在分配地址时优先选用分配这个地址，如果该客户端存在多个历史分配过的地址，则根据步骤S2中客户端信息与IP地址的映射关系的排序，优先选取最近分配过的且可用的地址，将其分配给客户端。

优选地，步骤S5中，当DHCP服务器收到客户端的地址分配申请后，通过客户端信息查看当前客户端不存在历史分配历史或者所有历史分配地址当前不可用，则根据多级存储空间机制进行地址分配，优先分配第一存储空间中的空闲地址，若第一级存储空间中没有可用的IP地址，则分配第二级存储空间中的空闲地址，分配第一级存储空间中的地址采用随机分配的方式，分配第二级存储空间中的地址时，根据步骤S1中对第二级存储空间中IP地址的排序，优先选择租赁过期最早的地址，将其分配给客户端。

优选地，步骤S6中，由于在DHCP地址分配机制下，可能会存在同一个IP地址历史上被多个客户端获取过，那么在第二级存储空间中会存储多个客户端与某一个IP地址的映射关系，当DHCP服务器同时收到匹配该地址的多个历史DHCP请求时，根据不同客户端获取该IP地址的时间先后顺序进行排序，优先将该地址分配给较近时间获取过该地址的客户端。

优选地，根据客户端信息可以将有历史分配信息的IP地址进一步划分为多级存储空间等，如：根据客户端MAC地址索引IP地址作为第二级存储空间，客户端ID索引IP地址作为第三级存储空间。分配地址时优先根据MAC地址查找第二级存储空间，然后再根据客户端ID查找第三级存储空间。

基于本发明的另一方面，还提供了一种DHCP地址分配记忆的系统，该系统包括：

地址划分模块，用于将DHCP空闲的可分配地址分为多级存储空间，且DHCP集群同步共享；

存储模块，用于存储客户端信息与IP地址之间的映射关系；

地址分配模块，根据客户端请求分配地址，其中，当收到客户端的地址分配申请时，通过客户端信息查看是否有历史分配过的地址；如果存在且当前地址可用，优先选用分配这个地址；如果客户端不存在历史分配地址或者所有历史分配地址不可用，则根据多级存储机制分配地址。

与现有技术相比，本发明通过制定DHCP的分配机制，结合存储机制，根据不同客户端地址分配的历史信息，按照多级存储空间，地址租赁过期的时间顺序以及客户端获取IP地址的时间顺序，设置不同客户端分配IP地址的优先级，实现在地址池范围足量的情况下复用历史租赁，尽量保证了同一个客户端多次重新申请取到的地址保持不变。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施例中DHCP地址分配记忆的方法的流程图；

图2是本发明的一个优选实施例中DHCP集群同步共享的示意图；

图3是本发明的一个优选实施例中举例说明在步骤S4情况下DHCP地址分配记忆方法的示意图；

图4是本发明的一个优选实施例中举例说明在步骤S5情况下DHCP地址分配记忆方法的示意图；

图5是本发明的一个优选实施例中举例说明在步骤S6情况下DHCP地址分配记忆方法的示意图。

具体实施方式

以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求说明所界定者为准。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，为本发明的一个优选实施例，公开了一种DHCP地址分配记忆的方法，该方法包含步骤：

S1、将DHCP空闲的可分配地址分为多级存储空间：第一级存储没有任何历史分配信息的IP地址，第二级存储有历史分配信息的IP地址；且各级存储空间满足DHCP集群同步共享。

S2、存储客户端信息(MAC地址或其他客户端标识信息)与IP地址之间的映射关系，如果同一客户端与多个IP地址存在映射关系，按照IP地址获取的时间先后排序。

S3、当收到客户端的地址分配申请时，通过客户端信息查看是否有历史分配过的地址。

S4、如果存在且当前地址可用，优先选用分配这个地址，若存在多个历史分配过的地址，按照分配的时间先后进行排序再选取。

S5、如果客户端不存在历史分配地址或者所有历史分配地址不可用，则根据多级存储机制分配地址。

S6、如果同时收到匹配同一个地址的多个历史客户端的DHCP请求，优先分配给较近时间获取过该地址的客户端。

本实施例中，通过设定的存储机制和分配机制，使得DHCP地址分配时可以根据客户端信息查看历史分配的存储信息，并依据对应的历史记录选择不同的分配机制，从而实现在地址池范围足量的情况下复用历史租赁，尽量保证了同一个客户端多次重新申请取到的地址保持不变，规避了在某些业务场景下因IP地址发生变化而产生的影响。

在步骤S1中，在DHCP服务器中，将DHCP空闲可分配地址分为多级存储空间进行存储，第一级存储空间中存储从未被分配给客户端的，即没有历史分配信息的IP地址，第二级存储有历史分配信息的IP地址，并按照租赁过期的先后时间顺序进行排序。

此外，根据客户端信息可以将有历史分配信息的IP地址进一步划分为多级存储空间等，如：根据客户端MAC地址索引IP地址作为第二级存储空间，客户端ID索引IP地址作为第三级存储空间。分配地址时优先根据MAC地址查找第二级存储空间，然后再根据客户端ID查找第三级存储空间。

在步骤S1中，多级存储空间可以是一个DHCP服务器的存储，也可以是外部存储或是一块共享同步的存储空间，该存储空间满足DHCP集群同步共享，存储有历史信息的空闲地址空间(第二级存储空间)实现DHCP集群共享并同步更新，存储没有历史信息的地址空间(第一级存储空间)实现DHCP集群共享或空间划分，避免地址分配冲突，实现DHCP集群更好的管理分配IP地址。

在步骤S2中，对于第二级存储空间中的IP地址，进一步存储其与客户端信息之间的映射关系，其中客户端信息包括MAC地址或者其他客户端标识信息，如果同一个客户端历史上获取过多个地址，则按照获取地址的时间先后进行排序。

本实施例中通过制定DHCP地址的存储机制，将DHCP空闲地址分为两级存储空间，并且对于有历史信息的IP地址，存储其与客户端信息的映射关系，这样能够将有历史信息的IP地址和没有历史记录的IP地址区分开，并标记每个有历史记录的IP地址的客户端信息，实现了在收到客户端地址分配请求时，根据客户端信息查看历史分配的信息，并针对不同情况采用不同的分配机制进行地址分配。

在收到客户端的地址分配申请后，通过客户端信息查看该客户端是否有历史分配过的地址，如果有历史分配地址并且该地址当前可用，那么优先分配该地址给客户端，如果存在多个历史分配过的IP地址，则根据存储机制中对同一客户端历史获取的地址的排序，优先选取最近分配过的且可用的地址；如果客户端不存在历史分配地址或所有的历史分配地址当前不可用，那么根据存储机制，优先分配第一存储空间中的空闲地址，若第一存储空间中没有可用地址时，再分配第二级空间中的空闲地址，根据租赁过期的时间先后顺序，优先选择租赁过期最早的地址。

因为同一个IP地址可能历史上曾被多个客户端获取过，如果同时收到匹配同一个地址的多个历史客户端的DHCP请求，根据不同客户端获取该IP地址的时间顺序，优先分配给较近时间获取过该地址的客户端。

本实施例中通过制定DHCP的分配机制，结合存储机制，根据不同客户端地址分配的历史信息，按照多级存储空间，地址租赁过期的时间顺序以及客户端获取IP地址的时间顺序，设置不同客户端分配IP地址的优先级，实现在地址池范围足量的情况下复用历史租赁，尽量保证了同一个客户端多次重新申请取到的地址保持不变。

本领域普通技术人员应当理解的是，上述实施例的各种方法中的全部或者部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一判断机存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁盘或光盘等。

与上述实施例中的方法相对应地，本发明的另一实施例还提供了一种DHCP地址分配记忆的系统，该系统包括：

地址划分模块，用于将DHCP空闲的可分配地址分为多级存储空间，且DHCP集群同步共享；

存储模块，用于存储客户端信息与IP地址之间的映射关系；

地址分配模块，根据客户端请求分配地址，其中，当收到客户端的地址分配申请时，通过客户端信息查看是否有历史分配过的地址；如果存在且当前地址可用，优先选用分配这个地址；如果客户端不存在历史分配地址或者所有历史分配地址不可用，则根据多级存储机制分配地址。

本发明系统中的各个模块用以执行上述实施例中的方法，未尽事宜，请参照上一实施例中的方法所述。

图2是本发明的一个优选实施例中DHCP集群同步共享的示意图，如图2所示，服务器中存储空闲地址的两级存储空间，DHCP集群中的4个DHCP服务器同步共享该存储空间，当MAC地址为00:80:06:3A:3E:3C的客户机发起地址分配申请后，DHCP服务器1将MAC地址对应的历史IP地址分配给该客户机，该IP地址被分配后处于不可用的状态，存储空间同步更新DHCP服务器1的信息；此时MAC地址为08:00:20:0A:3C:2E的客户机发起地址分配申请，由于此时存储空间更新信息后发现该MAC地址对应的唯一历史IP不可用，因此为其分配第一存储空间地址，DHCP服务器3响应分配IP地址10.168.10.120，然后存储空间同步DHCP服务器3的信息，将该IP地址存储到MAC地址08:00:20:0A:3C:2E对应的历史信息中，同时在第一存储空间中删除该IP地址。

图3是本发明的一个优选实施例中举例说明在步骤S4情况下DHCP地址分配记忆方法的示意图，配合图3所示，DHCP服务器将空闲地址分为两级存储空间，第一级存储空间中存储没有历史信息的IP地址，包括：10.168.10.20-10.168.10.148，第二级存储空间中存储有历史信息的IP地址，并按照租赁过期时间排序，此外，存储每个IP地址和客户端的映射信息，并按照历史分配时间排序。当DHCP服务器收到MAC地址为08:00:20:0A:3C:2E的客户机发出的地址申请请求后，查看存储空间发现该客户端存在多个当前可用历史分配地址，选取一个最近分配过的地址10.168.10.168，将其分配给该客户端。

图4本发明的一个优选实施例中举例说明在步骤S5情况下DHCP地址分配记忆方法的示意图，配合图4所示，DHCP服务器将空闲地址分为三级存储空间，第一级存储空间中存储没有历史信息的IP地址，包括：10.168.10.20-10.168.10.148，第二级存储空间中存储有历史信息的IP地址，并按照租赁过期时间排序，此外，存储每个IP地址和客户端MAC地址的映射信息，并按照历史分配时间排序，第三级存储空间存储每个IP地址与客户端ID的存储信息。当DHCP服务器收到MAC地址为04:40:1A:3D:06:10，ID为00010的客户机发出的地址申请请求后，首先根据该客户端MAC地址进行索引，没有匹配的MAC地址，然后根据该客户端ID查找发现该客户端不存在历史分配地址，服务器从第一存储空间中随机选取一个地址10.168.10.34，将其分配给该客户端。

图5是本发明的一个优选实施例中举例说明在步骤S6情况下DHCP地址分配记忆方法的示意图，如图5所示，DHCP服务器将空闲地址分为两级存储空间，第一级存储空间中存储没有历史信息的IP地址，包括：10.168.10.20-10.168.10.148，第二级存储空间中存储有历史信息的IP地址，并按照租赁过期时间排序，此外，存储每个IP地址和客户端的映射信息，并按照历史分配时间排序。当DHCP服务器同时收到MAC地址为08:00:20:0A:3C:2E和MAC地址为00:80:06:3A:3E:3C的两台客户机发出的地址申请请求后，查看存储空间发现两台客户机都存在历史分配地址，且最近分配过的IP地址都为10.168.10.168，此时查看该地址分配给两个客户机的时间顺序，发现分配给MAC地址为08:00:20:0A:3C:2E客户机的时间早于MAC地址为00:80:06:3A:3E:3C的客户机，因此将该IP地址分配给MAC地址为00:80:06:3A:3E:3C的客户机，并将次近时间分配过的IP地址10.168.10.210分配给MAC地址为08:00:20:0A:3C:2E的客户机。

与现有技术相比，本发明所述的一种DHCP地址分配记忆的方法与系统，通过设置DHCP地址存储机制：多级存储空间和客户端信息与IP地址，同时设置DHCP地址分配机制，根据不同客户端信息进行地址分配，实现在地址范围足量的情况下复用历史租赁，尽量保证了同一个客户端多次重新申请的地址保持一致，规避了一些业务场景下因为IP地址变更需要重新认证，或者因为IP地址变更对业务有短暂的影响。

值得注意的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非因此限定本发明的专利保护范围，本发明还可以对上述各种零部件的构造进行材料和结构的改进，或者是采用技术等同物进行替换。故凡运用本发明的说明书及图示内容所作的等效结构变化，或直接或间接运用于其他相关技术领域均同理皆包含于本发明所涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种DHCP地址分配记忆的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

将DHCP空闲的可分配地址分为多级存储空间，且DHCP集群同步共享；

存储客户端信息与IP地址之间的映射关系；

当收到客户端的地址分配申请时，通过客户端信息查看是否有历史分配过的地址；

如果存在且当前地址可用，优先选用分配这个地址；

如果客户端不存在历史分配地址或者所有历史分配地址不可用，则根据多级存储机制分配地址。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：如果同时收到匹配同一个地址的多个历史客户端的DHCP请求，优先分配给较近时间获取过该地址的客户端。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，多级存储空间的分配机制包括：第一级存储空间存储了无任何历史分配信息的IP地址；第二级存储空间存储了有历史分配信息的IP地址，并且按照租赁过期的先后时间顺序排序。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的多级存储空间存储为一个DHCP服务器的存储，或者是外部存储或是一块共享同步的存储空间，其中第一级存储空间满足DHCP集群同步共享或者空间划分；第二级存储空间满足DHCP集群共享，与DHCP集群中的服务器同步更新。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在第二级存储空间中，存储客户端信息与地址的映射关系，如果存在同一个客户端历史上获取过多个地址，那么按照获取地址的时间先后顺序进行排序，并按照这个顺序存储对应的映射关系。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，如果客户端存在一个历史分配地址且该地址当前可用，那么DHCP服务器优先选用该地址分配给客户端，如果客户端存在多个历史分配过的地址，从中选取可用的地址，并依据历史分配的时间先后顺序设置优先级，历史分配时间距当前越近优先级越高，选用最近分配过的且可用的地址分配给客户端。

7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，如果客户端不存在历史分配地址或者所有的历史分配地址当前不可用，那么根据多级存储空间机制选取地址，优先分配第一级存储空间中的空闲地址，如果第一级存储空间中没有可用的地址，则分配第二级存储空间中的空闲地址。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，分配第二级存储空间中的空闲地址时，根据空闲地址按照租赁过期时间先后的顺序，优先选择租赁过期最早的空闲地址。

9.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当同一个IP地址历史上曾被多个客户端获取过，如果同时收到匹配同一个地址的多个历史客户端的DHCP请求，那么在第二级存储空间中，比较该地址分配给多个客户端的时间，优先将地址分配给较近时间获取过该地址的客户端。

10.一种DHCP地址分配记忆的系统，其特征在于，所述系统包括：

地址划分模块，用于将DHCP空闲的可分配地址分为多级存储空间，且DHCP集群同步共享；

存储模块，用于存储客户端信息与IP地址之间的映射关系；

地址分配模块，根据客户端请求分配地址，其中，当收到客户端的地址分配申请时，通过客户端信息查看是否有历史分配过的地址；如果存在且当前地址可用，优先选用分配这个地址；如果客户端不存在历史分配地址或者所有历史分配地址不可用，则根据多级存储机制分配地址。

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