CN1889572B - 因特网协议地址分配方法及动态主机配置协议中继 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IP地址分配方法，包括：DHCP中继收到DHCP客户端发来的DHCP发现报文，则在自身查找与该DHCP客户端绑定的IP地址，判断查找到的IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数是否小于预定次数，若是，将该IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP发现报文中发送给DHCP服务器；否则，在接收该报文的接口的其它IP地址中选择一个作为当前网关IP地址携带在DHCP发现报文中发送给DHCP服务器；本发明同时公开了一种DHCP中继，包括：报文收发模块和绑定IP地址查询模块。本发明提高了DHCP客户端申请IP地址成功的概率，且不需改变原有网络地址规划，在不需增加IP地址的情况下，扩大了局域网的地址范围，适应了目前为快速增加的网络用户分配IP地址需求。
Description
技术领域
本发明涉及动态主机配置协议技术领域，具体涉及因特网协议地址分配方法以及动态主机配置协议中继。
背景技术
随着网络规模的扩大和网络复杂度的提高，网络配置越来越复杂，经常出现计算机位置变化导致因特网协议(IP)地址重分配的情况和计算机数量超过可分配的IP地址的情况，动态主机配置协议(DHCP)就是为满足这些需求而发展起来的。DHCP采用客户端/服务器(Client/Server)方式工作，DHCP客户端向DHCP服务器动态地请求配置信息，DHCP服务器根据策略返回相应的配置信息如：IP地址等。
目前，局域网内的DHCP客户端可以通过DHCP中继与其它子网的DHCP服务器通信，以取得合法的IP地址，从而实现跨网段的IP地址分配。图1为应用DHCP进行跨网段IP地址分配的流程图，如图1所示，其具体步骤如下：
步骤101：DHCP客户端向DHCP中继发送DHCP发现(DISCOVER)报文，以向DHCP服务器申请IP地址。
步骤102：DHCP中继收到该DHCP发现报文后，判断该报文携带的网关IP地址(giaddr)是否为0，若是，执行步骤104；否则，执行步骤103。
DHCP发现报文会经过一个或一个以上的DHCP中继的转发才能到达DHCP服务器，DHCP发现报文在从DHCP客户端发出时，该报文携带的网关IP地址为0，DHCP中继通过判断该报文携带的网关IP地址是否为0，可以得知自身是否为第一个接收到该报文的DHCP中继。
步骤103：DHCP中继直接将该DHCP发现报文转发给DHCP服务器，转至步骤105。
步骤104：DHCP中继以接收该DHCP发现报文的自身接口的主IP地址作为该报文当前携带的网关IP地址，然后将该DHCH发现报文转发给DHCP服务器。
DHCP中继的每个接口通常都对应一个以上的IP地址，且其中一个IP地址为主IP地址。
步骤105：DHCP服务器收到该DHCP发现报文后，判断自身地址池内是否有与该报文携带的网关IP地址同属一个网段的IP地址，若是，执行步骤106；否则，本流程结束。
步骤106：DHCP服务器将自身地址池内与DHCP发现报文携带的网关IP地址同属一个网段的一个IP地址携带在DHCP提供(OFFER)报文中通过DHCP中继发送给DHCP客户端。
DHCP服务器判定自身地址池内没有与DHCP发现报文携带的网关IP地址同属一个网段的IP地址，则不会向DHCP客户端返回DHCP提供报文，DHCP客户端在预定时长内未收到DHCP服务器返回的DHCP提供报文，会向DHCP服务器重新发送DHCP发现报文。
步骤107：DHCP客户端收到该DHCP提供报文后，将该报文携带的IP地址携带在DHCP请求(REQUEST)报文中通过DHCP中继发送给DHCP服务器。
步骤108：DHCP服务器收到该DHCP请求报文后，通过DHCP中继向DHCP客户端返回DHCP确认(ACK)报文，IP地址分配过程结束。
从上述流程可以看出：对于同一DHCP客户端来说，该DHCP客户端每次发送的DHCP发现报文所经过的DHCP中继是相同的，因此每次发送的DHCP发现报文携带的网关IP地址是相同的，若DHCP服务器在第一次收到DHCP发现报文时，在自身地址池内没有查找到与该网关IP地址同属一个网段的IP地址，则本次DHCP客户端将无法申请到IP地址；且，即使DHCP客户端再次发起DHCP发现报文，由于该报文携带的网关IP地址仍然没有改变，所以，除非有其它DHCP客户端刚刚释放了一个与该网关IP地址同属一个网段的IP地址，否则，DHCP客户端仍然无法申请到IP地址。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种IP地址分配方法，以提高DHCP客户端申请IP地址成功的概率；
同时，本发明提供一种DHCP中继，以实现同一DHCP客户端所对应的网关IP地址的更改，从而提高DHCP客户端申请IP地址成功的概率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种IP地址分配方法，其特征在于，该方法包括：
A、DHCP中继收到DHCP客户端发来的DHCP发现报文，在自身查找与该DHCP客户端标识绑定的IP地址，根据预先设定的条件将查找到的IP地址或者接收该报文的接口的其它IP地址作为当前网关IP地址，转至步骤B；
B、DHCP中继将携带当前网关IP地址的DHCP发现报文发送给DHCP服务器，DHCP服务器根据所述网关IP地址为DHCP客户端分配IP地址。
步骤A所述根据预先设定的条件将查找到的IP地址或者接收该报文的接口的其它IP地址作为当前网关IP地址包括：DHCP中继判断查找到的IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数是否小于预定次数，若是，将该查找到的IP地址作为当前网关IP地址；否则，在接收该DHCP发现报文的接口的其它IP地址中选择一个IP地址作为当前网关IP地址。
所述步骤B之后进一步包括：DHCP客户端向DHCP中继发送DHCP请求报文，DHCP中继收到该报文后，在自身查找与该报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，将该IP地址作为当前网关IP地址携带DHCP请求报文中发送给DHCP服务器；DHCP服务器收到该DHCP请求报文后，判断该报文携带的网关IP地址与自身为DHCP客户端分配的IP地址是否属于同一网段，若是，向DHCP客户端返回DHCP确认报文；否则，向DHCP客户端返回DHCP否定报文。
步骤A所述DHCP中继在自身查找与该DHCP客户端绑定的IP地址之后，判断查找到的IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数是否小于预定次数之前，进一步包括：
DHCP中继判断是否查找到与该DHCP客户端绑定的IP地址，若是，执行所述判断查找到的IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数是否小于预定次数的动作；否则，在接收该DHCP发现报文的接口的IP地址中选择一个作为与该DHCP客户端标识绑定的IP地址，并将该IP地址作为当前网关IP地址，转至步骤B。
所述步骤A之前进一步包括：DHCP中继在自身的每个接口为每个客户端设置一个默认IP地址，
所述DHCP中继在接收该DHCP发现报文的接口的IP地址中选择一个作为与该DHCP客户端标识绑定的IP地址为：选择所述为该DHCP客户端设置的默认IP地址作为与该DHCP客户端标识绑定的IP地址。
所述DHCP中继在自身的每个接口为每个DHCP客户端设置一个默认IP地址为：DHCP在每个接口上，将该接口的主IP地址设为所有DHCP客户端的默认IP地址。
所述DHCP中继在自身的每个接口为每个DHCP客户端设置一个默认IP地址包括：DHCP根据DHCP客户端标识在自身的每个接口为每个DHCP客户端设置一个默认IP地址。
所述客户端标识为：客户端的MAC地址，或为：客户端的MAC地址对应的厂商标识。
所述步骤A之前进一步包括：DHCP中继为每个接口的所有IP地址设定一个绑定顺序；
步骤A所述DHCP中继在接收该报文的接口的其它IP地址中选择一个IP地址作为网关IP地址为：根据所述设定的绑定顺序在所述接口的其它IP地址中选择一个IP地址作为网关IP地址。
一种DHCP中继，包括：报文收发模块和绑定IP地址查询模块，其中：
报文收发模块，用于将DHCP客户端发来的DHCP发现报文转发给绑定IP地址查询模块；将绑定IP地址查询模块发来的DHCP发现报文转发给DHCP服务器；
绑定IP地址查询模块，用于在收到报文收发模块发来的DHCP发现报文后，在自身查找与该报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，根据预先设定的条件将查找到的IP地址或接收该报文的接口的其它IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP发现报文中发送给报文收发模块。
所述报文收发模块进一步用于，将DHCP客户端发来的DHCP请求报文转发给绑定IP地址查询模块，并将绑定IP地址查询模块发来的DHCP请求报文转发给DHCP服务器；
且，绑定IP地址查询模块进一步用于，在收到报文收发模块发来的DHCP请求报文后，在自身查找与该报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，若查找到，将该IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP请求报文中发送给报文收发模块，若未查找到，在接收该DHCP请求报文的接口的IP地址中选择一个与该报文携带的DHCP服务器为DHCP客户端分配的IP地址同属一个网段的IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP请求报文中发送给报文收发模块。
所述绑定IP地址查询模块进一步用于，在收到报文收发模块发来的DHCP发现报文后，在自身未查找到与该报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，则在接收该报文的自身接口的所有IP地址中选择一个IP地址作为当前网关IP地址携带在该报文中发送给报文收发模块。
与现有技术相比，本发明通过DHCP中继在收到DHCP客户端连续发来的DHCP发现报文后，对每次发送的DHCP发现报文设置不同的网关IP地址，从而提高了DHCP服务器在自身查找到与该网关IP地址同属一个网段的IP地址的概率，即：提高了DHCP客户端申请IP地址成功的概率，且本发明不需改变原有网络地址规划，在不需增加IP地址的情况下，方便地扩大了局域网的地址范围，适应了目前为快速增加的网络用户分配IP地址需求。
附图说明
图1为现有的应用DHCP进行跨网段IP地址分配的流程图；
图2为本发明实施例提供的应用DHCP进行跨网段IP地址分配的流程图；
图3为本发明实施例提供的DHCP中继的结构示意图。
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。
图2是本发明实施例提供的应用DHCP进行跨网段IP地址分配的流程图，如图2所示，其具体步骤如下：
步骤201：DHCP客户端向DHCP中继发送DHCP发现(DISCOVER)报文，以申请IP地址
步骤202：DHCP中继收到DHCP发现报文后，判断该报文携带的网关IP地址(giaddr)是否为0，若是，执行步骤204；否则，执行步骤203。
步骤203：DHCP中继直接将该DHCP发现报文转发给DHCP服务器，转至步骤210。
步骤204：DHCP中继根据该报文携带的DHCP客户端标识，在自身查找与该DHCP客户端标识绑定的IP地址。
DHCP客户端标识可以是DHCP客户端的媒体接入控制(MAC)地址等。
步骤205：DHCP中继判断是否查找到与DHCP客户端标识绑定的IP地址，若是，执行步骤206；否则，执行步骤209。
步骤206：DHCP中继判断该IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数是否小于预设次数，若是，执行步骤208；否则，执行步骤207。
DHCP客户端通过DHCP发现报文申请IP地址，DHCP服务器通过DHCP提供报文向DHCP客户端分配IP地址，若DHCP客户端在预定时长内未收到DHCP提供报文，则会继续发送DHCP发现报文。DHCP中继每收到一次DHCP发现报文，就会在自身查找一次与DHCP客户端标识绑定的IP地址。
步骤207：DHCP中继在接收该DHCP发现报文的接口的其它IP地址中选择一个IP地址，将与DHCP客户端标识绑定的IP地址切换到该选择的IP地址上，并记录DHCP客户端标识与该切换后的IP地址的连续绑定次数为1，将该IP地址作为网关IP地址携带在DHCP发现报文中发送给DHCP服务器，转至步骤210。
DHCP中继可预先设定DHCP客户端标识与自身接口的一个以上IP地址的绑定顺序，此后根据该绑定顺序切换与DHCP客户端标识绑定的IP地址。
步骤208：DHCP中继将该IP地址作为网关IP地址携带在DHCP发现报文中发送给DHCP服务器，转至步骤210。
步骤209：DHCP中继在接收该DHCP发现报文的接口的IP地址中选择一个IP地址，将该IP地址作为网关IP地址携带在DHCP发现报文中发送给DHCP服务器，并建立该DHCP发现报文携带的DHCP客户端标识与该IP地址的绑定关系，记录该IP地址与DHCP客户端标识的连续绑定次数为1。
DHCP服务器可将每个接口的主IP地址作为与DHCP客户端绑定的默认IP地址；或者，为了能够实现负载分担，DHCP服务器可预先构造一个以DHCP客户端MAC地址或DHCP客户端MAC地址所属厂商标识为关键字的哈希(hash)算法，根据该算法计算得到IP地址网段，在每个接口上，为每个DHCP客户端选择一个在所述计算得到的IP地址网段内的IP地址作为与该DHCP客户端标识绑定的默认IP地址。
步骤210：DHCP服务器收到该DHCP发现报文后，判断自身地址池内是否有与该报文携带的网关IP地址同属一个网段的IP地址，若是，执行步骤211；否则，本流程结束。
步骤211：DHCP服务器将自身地址池内与DHCP发现报文同属一个网段的一个IP地址携带在DHCP提供(OFFER)报文中发送给DHCP客户端。
步骤212：DHCP客户端收到该DHCP提供报文后，将该报文携带的IP地址携带在DHCP请求(REQUEST)报文中发送给DHCP中继。
步骤213：DHCP中继收到DHCP请求报文后，在自身保存的DHCP客户端标识与IP地址的绑定关系中，查找到与该DHCP请求报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，将该IP地址作为网关IP地址携带在DHCP请求报文中发送给DHCP服务器。
这里，若DHCP中继在自身保存的DHCP客户端标识与IP地址的绑定关系中，未查找到与该DHCP请求报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，则在接收该DHCP请求报文的接口的所有IP地址中，查找与该报文携带的DHCP客户端从DHCP服务器申请到的IP地址同属一个网段的IP地址，若查找到，则将该查找到的IP地址作为网关IP地址携带在DHCP请求报文中；若未查找到，则将接收该DHCP请求报文的接口的主IP地址作为网关IP地址携带在DHCP请求报文中。
步骤214：DHCP服务器收到DHCP请求报文后，判断该DHCP请求报文携带的网关IP地址与自身为DHCP客户端分配的IP地址是否属于同一网段，若是，向DHCP客户端返回DHCP确认(ACK)报文；否则，向DHCP客户端返回DHCP否定(NAK)报文。
步骤213同样适用于DHCP请求报文用于续租IP地址的情况。另外，若DHCP中继收到DHCP客户端发来的所携带的网关IP地址为0的DHCP拒绝(DELINE)报文或DHCP通知(INFORM)报文或DHCP释放(RELEASE)报文，则也可采用步骤213得到所述报文携带的当前网关IP地址。
图3是本发明实施例提供的DHCP中继的结构示意图，如图3所示，其主要包括：报文收发模块31和绑定IP地址查询模块32，其中：
报文收发模块31：用于接收DHCP客户端发来的DHCP发现报文，在检测到该报文携带的网关IP地址为0时，将该报文转发给绑定IP地址查询模块32，并在收到绑定IP地址查询模块发来的DHCP发现报文后，将该DHCP发现报文转发给DHCP服务器。
进一步地，报文收发模块31用于接收DHCP客户端发来的DHCP请求报文，在检测到该报文携带的网关IP地址为0时，将该报文转发给绑定IP地址查询模块32，并将绑定IP地址查询模块32发来的DHCP请求报文转发给DHCP服务器。
绑定IP地址查询模块32：用于在收到报文收发模块31发来的DHCP发现报文后，在自身查找与该报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，若查找到，判断该IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数是否小于预定次数，若小于，将该IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP发现报文中发送给报文收发模块31，并将该IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数加1，若不小于，在接收该DHCP发现报文的接口的其它IP地址中选择一个IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP发现报文中发送给报文收发模块31，并记录该选择的IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数为1；若未查找到，则在接收该DHCP发现报文的接口的所有IP地址中选择一个IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP发现报文中发送给报文收发模块31，并记录该选择的IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数为1。
进一步地，绑定IP地址查询模块32用于，在收到报文收发模块31发来的DHCP请求报文后，在自身查找与该报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，若查找到，将该IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP请求报文中发送给报文收发模块31；若未查找到，则根据该报文携带的DHCP客户端从DHCP服务器申请到的IP地址，在接收该DHCP请求报文的接口的所有IP地址中查找与所述申请到的IP地址同属一个网段的IP地址，若查找到，则将该查找到的IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP请求报文中发送给报文收发模块31，否则，将接收该DHCP请求报文的接口的主IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP请求报文中发送给报文收发模块31。
本发明中，DHCP服务器的地址池内，应该在DHCP中继的每个接口所对应的每个IP地址所属的网段内都分配对应的IP地址，以避免携带某个网关IP地址的DHCP发现报文对应的DHCP客户端总是申请不到IP地址的情况。
以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种因特网协议IP地址分配方法，其特征在于，该方法包括：
A、动态主机配置协议DHCP中继收到DHCP客户端发来的DHCP发现报文，在自身查找与该DHCP客户端标识绑定的IP地址，判断查找到的IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数是否小于预定次数，若小于，将该查找到的IP地址作为当前网关IP地址；否则，在接收该DHCP发现报文的接口的其它IP地址中选择一个IP地址作为当前网关IP地址，转至步骤B；
B、DHCP中继将携带当前网关IP地址的DHCP发现报文发送给DHCP服务器，DHCP服务器根据所述网关IP地址为DHCP客户端分配IP地址。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B之后进一步包括：DHCP客户端向DHCP中继发送DHCP请求报文，DHCP中继收到该报文后，在自身查找与该报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，将该IP地址作为当前网关IP地址携带DHCP请求报文中发送给DHCP服务器；DHCP服务器收到该DHCP请求报文后，判断该报文携带的网关IP地址与自身为DHCP客户端分配的IP地址是否属于同一网段，若是，向DHCP客户端返回DHCP确认报文；否则，向DHCP客户端返回DHCP否定报文。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述DHCP中继在自身查找与该DHCP客户端绑定的IP地址之后，判断查找到的IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数是否小于预定次数之前，进一步包括：
DHCP中继判断是否查找到与该DHCP客户端绑定的IP地址，若是，执行所述判断查找到的IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数是否小于预定次数的动作；否则，在接收该DHCP发现报文的接口的IP地址中选择一个作为与该DHCP客户端标识绑定的IP地址，并将该IP地址作为当前网关IP地址，转至步骤B。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前进一步包括：DHCP中继在自身的每个接口为每个客户端设置一个默认IP地址，
所述DHCP中继在接收该DHCP发现报文的接口的IP地址中选择一个作为与该DHCP客户端标识绑定的IP地址为：选择所述为该DHCP客户端设置的默认IP地址作为与该DHCP客户端标识绑定的IP地址。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述DHCP中继在自身的每个接口为每个DHCP客户端设置一个默认IP地址为：DHCP在每个接口上，将该接口的主IP地址设为所有DHCP客户端的默认IP地址。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述DHCP中继在自身的每个接口为每个DHCP客户端设置一个默认IP地址包括：DHCP根据DHCP客户端标识在自身的每个接口为每个DHCP客户端设置一个默认IP地址。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述客户端标识为：客户端的MAC地址，或为：客户端的MAC地址对应的厂商标识。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A之前进一步包括：DHCP中继为每个接口的所有IP地址设定一个绑定顺序；
步骤A所述DHCP中继在接收该报文的接口的其它IP地址中选择一个IP地址作为网关IP地址为：根据所述设定的绑定顺序在所述接口的其它IP地址中选择一个IP地址作为网关IP地址。
9.一种DHCP中继，其特征在于，包括：报文收发模块和绑定IP地址查询模块，其中：
报文收发模块，用于将DHCP客户端发来的DHCP发现报文转发给绑定IP地址查询模块；将绑定IP地址查询模块发来的DHCP发现报文转发给DHCP服务器；
绑定IP地址查询模块，用于在收到报文收发模块发来的DHCP发现报文后，在自身查找与该报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，判断查找到的IP地址与该DHCP客户端标识的连续绑定次数是否小于预定次数，若是，将该查找到的IP地址作为当前网关IP地址；否则，在接收该DHCP发现报文的接口的其它IP地址中选择一个IP地址作为当前网关IP地址，将当前网关IP地址携带在DHCP发现报文中发送给报文收发模块。
10.如权利要求9所述的DHCP中继，其特征在于，所述报文收发模块进一步用于，将DHCP客户端发来的DHCP请求报文转发给绑定IP地址查询模块，并将绑定IP地址查询模块发来的DHCP请求报文转发给DHCP服务器；
且，绑定IP地址查询模块进一步用于，在收到报文收发模块发来的DHCP请求报文后，在自身查找与该报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，若查找到，将该IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP请求报文中发送给报文收发模块，若未查找到，在接收该DHCP请求报文的接口的IP地址中选择一个与该报文携带的DHCP服务器为DHCP客户端分配的IP地址同属一个网段的IP地址作为当前网关IP地址携带在DHCP请求报文中发送给报文收发模块。
11.如权利要求9所述的DHCP中继，其特征在于，所述绑定IP地址查询模块进一步用于，在收到报文收发模块发来的DHCP发现报文后，在自身未查找到与该报文携带的DHCP客户端标识绑定的IP地址，则在接收该报文的自身接口的所有IP地址中选择一个IP地址作为当前网关IP地址携带在该报文中发送给报文收发模块。
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