WO2014117615A1 - 一种dhcp客户端获取ip地址的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种DHCP客户端获取IP地址的方法及装置，涉及通信领域，用于解决现有技术存在着的浪费网络带宽，降低网络效率，以及不方便人们维护的问题，从而为DHCP客户端获取DHCP客户端的IP地址提供了方便。该方法包括：控制器生成第一DHCP发现报文并将第一DHCP发现报文经交换机转发至DHCP服务器，以使DHCP服务器生成DHCP提供报文并将DHCP提供报文发送至交换机；控制器接收交换机上报的DHCP提供报文及交换机的用于与DHCP服务器通信的端口，并获取DHCP服务器的地址信息；控制器根据地址信息及该端口生成交换机到DHCP服务器的转发规则，以辅助DHCP客户端获取其IP地址。

Description

一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法及装置 本申请要求于 2013 年 2 月 1 日提交中国专利局、 申请号为 201310058769.4、发明名称为"一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法及装置" 的中国专利申请的优先权， 上述专利申请的全部内容通过引用结合在本申请 中。 技术领域

本发明涉及通信领域， 尤其涉及一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法及装 置。

背景技术

随着互联网的不断发展， 由于人们在互联网上的业务对互联网提出了越 来越高的传输质量的要求，因此，一种支持网络创新研究的新型网络 openflow 网络出现了。

若 openflow网络中的 DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol, 动态 主机配置协议）客户端需获得 IP ( Internet Protocol, 互联网协议）地址， 则 DHCP客户端在启动时就会广播用于获取 IP地址的 DHCP发现报文， 然后， openflow网络的控制器将接收到的该 DHCP发现报文按照普通报文的转发规 则进行广播处理，最终当网络中的 DHCP服务器接收到该 DHCP发现报文后， 将会发送一个包括分配给该 DHCP客户端的 IP地址的 DHCP提供报文给该 DHCP客户端， 以使得该 DHCP客户端获取 IP地址。 或者， 可在 openflow网 络的控制器中手动预先配置 DHCP服务器的地址等信息， 以使得若 DHCP客 户端发送 DHCP发现报文请求获取 IP地址，控制器则可根据预先配置的 DHCP 服务器的地址等信息生成用于指示 DHCP客户端获取 IP地址的网络路径的转 发规则， 从而使得该 DHCP客户端根据该转发规则指示的网络路径获取 IP地 址。 然而， 若以广播的形式处理 DHCP 发现报文， 则会导致该网络中其他 DHCP客户端及交换机均接收到了该 DHCP发现报文， 浪费了网络带宽， 降 低了网络效率； 若采用手动预先配置 DHCP服务器的地址等信息的方法， 一 旦 DHCP服务器的地址等信息被修改， 则需要手动修改控制器的配置信息， 给人们维护带来了极大的不便。

发明内容

本发明的实施例提供一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法及装置， 用于 解决现有技术存在着的浪费网络带宽， 降低网络效率， 以及不方便人们维护 的问题， 从而为 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地址提供了方便。

为达到上述目的， 本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面， 本发明实施例提供一种动态主机配置协议 DHCP客户端获取 因特网协议 IP地址的方法， 包括：

控制器生成第一 DHCP发现报文；

所述控制器发送所述第一 DHCP发现报文至交换机， 以使所述交换机将 所述第一 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器， 进而使所述 DHCP服务器生 成与所述第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文后， 所述 DHCP服务器 将所述 DHCP提供报文发送至所述交换机， 所述 DHCP提供报文包括所述 DHCP服务器的地址信息；

所述控制器接收所述交换机上报的报文， 所述报文包括所述 DHCP提供 报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP 服务器通信的端口， 并根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服务器的地址信息；

所述控制器根据所述地址信息以及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP服务器的转发规则，使得所述交换机能够根据所述转发规则转发 DHCP 客户端发送的第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器，进而使得所述 DHCP 服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址，所述转发规则 用于指示从所述交换机至所述 DHCP服务器的网络路径， 所述第二 DHCP发 现 4艮文为所述 DHCP客户端需获取所述 DHCP客户端的 IP地址时发送的。 在第一方面的第一种可能的实现方式中， 所述控制器根据所述地址信息 以及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP服务器的转发规则， 使得所述交 换机能够根据所述转发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报文至 所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配所 述 DHCP客户端的 IP地址包括：

所述控制器接收所述交换机上报的所述第二 DHCP发现报文；

所述控制器根据所述 DHCP服务器的地址信息及所述端口， 生成所述转 发规则；

所述控制器发送所述转发规则至所述交换机， 以使所述交换机根据所述 转发规则， 转发所述第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所 述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址。

在第一方面的第二种可能的实现方式中， 所述控制器周期性地顺序执行 第一方面所述的步骤。

结合前述的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第二种可能 的实现方式中的任一种实现方式， 在第三种可能的实现方式中， 所述控制器 及所述交换机为 openflow网络中的控制器及交换机。

结合前述的第一方面的第三种可能的实现方式， 在第四种可能的实现方 式中， 所述控制器发送所述第一 DHCP发现报文至交换机， 以使所述交换机 将所述第一 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器具体包括：

所述控制器发送携带有所述第一 DHCP 发现报文的包输出消息 packet— out至所述交换机， 以使所述交换机根据所述包输出消息， 将所述第一 DHCP发现报文转发至所述 DHCP服务器， 所述包输出消息用于指示转发所 述第一 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器。

结合前述的第一方面的第三种可能的实现方式， 在第五种可能的实现方 式中， 所述控制器接收所述交换机上报的报文， 所述上报的报文包括所述 DHCP提供报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口具体 包括：

所述控制器接收所述交换机上报的包输入消息 packet— in, 所述包输入消 息包括 openflow消息头和净荷， 其中， 所述 openflow消息头包括所述端口， 所述净荷包括所述 DHCP提供报文。

结合前述的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第五种可能 的实现方式中的任一种实现方式， 在第六种可能的实现方式中， 所述 DHCP 服务器的地址信息包括所述 DHCP服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的介 质访问控制层 MAC地址。

结合前述的第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式至第六种可能 的实现方式中的任一种实现方式， 在第七种可能的实现方式中， 所述控制器 根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服务器的地址信息具体包括：

所述控制器根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服务器的 IP地址和 所述 DHCP服务器的 MAC地址。

第二方面， 本发明实施例提供一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 包 括：

交换机接收来自控制器的第一 DHCP发现报文， 所述第一 DHCP发现报 文为所述控制器生成的；

所述交换机转发所述第一 DHCP发现报文至 DHCP服务器， 以使所述 DHCP服务器生成与所述第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文， 所述 DHCP提供报文包括所述 DHCP服务器的地址信息；

所述交换机接收来自所述 DHCP服务器的所述 DHCP提供报文； 所述交换机上报报文至所述控制器， 所述报文包括所述 DHCP提供报文 以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口， 以使所述控制器根 据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服务器的地址信息， 并根据所述地址 信息以及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP服务器的转发规则， 所述转 发规则用于指示从所述交换机至所述 DHCP服务器的网络路径；

所述交换机根据所述转发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现 报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端 分配所述 DHCP客户端的 IP地址， 所述第二 DHCP发现 4艮文为所述 DHCP 客户端需获取所述 DHCP客户端的 IP地址时发送的。 在第二方面的第一种可能的实现方式中， 所述交换机根据所述转发规则 转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使 得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址包 括：

所述交换机接收来自所述 DHCP客户端的所述第二 DHCP发现报文； 所述交换机上报所述第二 DHCP发现报文至所述控制器， 以使所述控制 器根据所述 DHCP服务器的地址信息及所述端口， 生成所述转发规则；

所述交换机接收来自所述控制器的所述转发规则， 并根据所述转发规则， 转发所述第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 以使得所述 DHCP服务 器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址。

结合前述的第二方面或第二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， 所述控制器及所述交换机为 openflow网络中的控制器及交 换机。

结合前述的第二方面的第二种可能的实现方式， 在第三种可能的实现方 式中， 所述交换机接收来自控制器的第一 DHCP发现报文； 所述交换机转发 所述第一 DHCP发现报文至 DHCP服务器具体包括：

所述交换机接收来自所述控制器的携带有所述第一 DHCP发现报文的包 输出消息， 所述包输出消息用于指示转发所述第一 DHCP 发现报文至所述 DHCP服务器；

所述交换机根据所述包输出消息， 将所述第一 DHCP发现报文转发至所 述 DHCP服务器。

结合前述的第二方面的第二种可能的实现方式， 在第四种可能的实现方 式中， 所述交换机上报报文至所述控制器， 所述上报的报文包括所述 DHCP 提供报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口具体包括： 所述交换机上报包输入消息至所述控制器，所述包输入消息包括 openflow 消息头和净荷， 其中， 所述 openflow消息头包括所述端口， 所述净荷包括所 述 DHCP提供报文。

结合前述的第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式至第四种可能 的实现方式中的任一种实现方式， 在第五种可能的实现方式中， 所述 DHCP服务器的地址信息包括所述 DHCP服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的 MAC地址。

第三方面， 本发明实施例提供一种控制器， 包括：

第一处理单元， 用于生成第一 DHCP发现报文；

第一发送单元， 用于发送所述第一 DHCP发现报文至所述交换机， 以使 所述交换机将所述第一 DHCP发现报文转发至所述 DHCP服务器， 进而使所 述 DHCP服务器生成与所述第一 DHCP发现报文对应的所述 DHCP提供报文 后，所述 DHCP服务器将所述 DHCP提供报文发送至所述交换机，所述 DHCP 提供报文包括所述 DHCP服务器的地址信息；

第一接收单元， 用于接收所述交换机上报的报文， 所述报文包括所述 DHCP提供报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口； 务器的地址信息， 并根据所述地址信息以及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP服务器的转发规则，使得所述交换机能够根据所述转发规则转发 DHCP 客户端发送的第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器，进而使得所述 DHCP 服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址，所述转发规则 用于指示从所述交换机至所述 DHCP服务器的网络路径， 所述第二 DHCP发 现 4艮文为所述 DHCP客户端需获取所述 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

在第三方面的第一种可能的实现方式中，

所述第一接收单元， 还用于接收所述交换机上报的所述第二 DHCP发现 报文；

所述第一处理单元， 还用于根据所述 DHCP服务器的地址信息及所述端 口， 生成所述转发规则；

所述第一发送单元， 还用于发送所述转发规则至所述交换机， 以使所述 交换机根据所述转发规则， 转发所述第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务 器， 进而使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端 的 IP地址。 结合前述的第三方面或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， 所述控制器及所述交换机为 openflow网络中的控制器及交 换机。

结合前述的第三方面的第二种可能的实现方式， 在第三种可能的实现方 式中，

所述第一发送单元， 具体用于发送携带有所述第一 DHCP发现报文的包 输出消息至所述交换机， 以使所述交换机根据所述包输出消息， 将所述第一 DHCP发现报文转发至所述 DHCP服务器， 所述包输出消息用于指示转发所 述第一 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器。

结合前述的第三方面的第二种可能的实现方式， 在第四种可能的实现方 式中，

所述第一接收单元， 具体用于接收所述交换机上报的包输入消息， 所述 包输入消息包括 openflow消息头和净荷， 其中， 所述 openflow消息头包括所 述端口， 所述净荷包括所述 DHCP提供报文。

结合前述的第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式至第四种可能 的实现方式中的任一种实现方式， 在第五种可能的实现方式中， 所述 DHCP 服务器的地址信息包括所述 DHCP服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的 MAC地址。

结合前述的第三方面或第三方面的第一种可能的实现方式至第五种可能 的实现方式中的任一种实现方式， 在第六种可能的实现方式中，

所述第一处理单元， 具体用于根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP 服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的 MAC地址。

第四方面， 本发明实施例提供一种交换机， 包括：

第二接收单元， 用于接收来自控制器的第一 DHCP发现报文， 所述第一 DHCP发现报文为所述控制器生成的；

第二发送单元， 用于转发所述第一 DHCP发现报文至 DHCP服务器， 以 使所述 DHCP服务器生成与所述第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文， 所述 DHCP提供报文包括所述 DHCP服务器的地址信息； 所述第二接收单元， 还用于接收来自所述 DHCP服务器的所述 DHCP提 供报文；

所述第二发送单元， 还用于上报报文至所述控制器， 所述报文包括所述 DHCP提供报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口， 以 使所述控制器根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服务器的地址信息， 并根据所述地址信息以及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP服务器的转 发规则， 所述转发规则用于指示从所述交换机至所述 DHCP服务器的网络路 径；

所述第二发送单元， 还用于根据所述转发规则转发 DHCP客户端发送的 第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器为所 述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址，所述第二 DHCP发现报文 为所述 DHCP客户端需获取所述 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

在第四方面的第一种可能的实现方式中，

所述第二接收单元，还用于接收来自所述 DHCP客户端的所述第二 DHCP 发现报文；

所述第二发送单元，还用于上报所述第二 DHCP发现报文至所述控制器， 以使所述控制器根据所述 DHCP服务器的地址信息及所述端口， 生成所述转 发规则；

所述第二接收单元， 还用于接收来自所述控制器的所述转发规则； 所述第二发送单元， 还用于根据所述转发规则， 转发所述第二 DHCP发 现报文至所述 DHCP服务器， 以使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端 分配所述 DHCP客户端的 IP地址。

结合前述的第四方面或第四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， 所述控制器及所述交换机为 openflow网络中的控制器及交 换机。

结合前述的第四方面的第二种可能的实现方式， 在第三种可能的实现方 式中，

所述第二接收单元， 具体用于接收来自所述控制器的携带有所述第一 DHCP发现报文的包输出消息，所述包输出消息用于指示转发所述第一 DHCP 发现报文至所述 DHCP服务器；

所述第二发送单元， 具体用于根据所述包输出消息， 将所述第一 DHCP 发现报文转发至所述 DHCP服务器。

结合前述的第四方面的第二种可能的实现方式， 在第四种可能的实现方 式中，

所述第二发送单元， 具体用于上报包输入消息至所述控制器， 所述包输 入消息包括 openflow消息头和净荷， 其中， 所述 openflow消息头包括所述端 口， 所述净荷包括所述 DHCP提供报文。

结合前述的第四方面或第四方面的第一种可能的实现方式至第四种可能 的实现方式中的任一种实现方式， 在第五种可能的实现方式中， 所述 DHCP 服务器的地址信息包括所述 DHCP服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的 MAC地址。

本发明实施例提供一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法及装置， 通过控 制器生成第一 DHCP发现报文， 并将第一 DHCP 发现报文经交换机转发至 DHCP服务器，进而使 DHCP服务器生成与第一 DHCP发现报文对应的 DHCP 提供报文并将 DHCP提供报文发送至交换机后， 控制器接收交换机上报的报 文， 该报文包括 DHCP提供报文以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端 口， 且控制器根据 DHCP提供报文获取 DHCP服务器的地址信息， DHCP提 供报文包括 DHCP服务器的地址信息， 以及控制器根据该地址信息以及该端 口生成交换机到 DHCP服务器的转发规则， 使得交换机能够根据该转发规则 转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报文至 DHCP服务器， 进而使得 DHCP服务器为 DHCP客户端分配 DHCP客户端的 IP地址。 通过该方案， 由 于控制器主动获取了 DHCP服务器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP月良 务器通信的端口等信息， 因此， 网络中若有 DHCP客户端需从 DHCP服务器 获取 DHCP客户端的 IP地址，控制器则可直接根据前述获取的 DHCP服务器 的地址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 生成用于 指示该交换机至 DHCP服务器的网络路径的转发规则， 从而使得 DHCP客户 端可通过交换机从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址，避免了现有技 术中控制器以广播形式辅助 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地址，或控 制器需手动预先配置 DHCP服务器的地址等信息的问题， 节省了网络带宽， 提高了网络效率， 以及方便了人们维护。

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筒单地介绍， 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为本发明实施例提供的一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法的方法 流程图一；

图 2为本发明实施例提供的一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法的方法 流程图二；

图 3为本发明实施例提供的一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法的方法 流程图三；

图 4为本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图一；

图 5为本发明实施例提供的一种交换机的结构示意图一；

图 6为本发明实施例提供的一种控制器的结构示意图二；

图 7为本发明实施例提供的一种交换机的结构示意图二；

图 8为本发明实施例提供的一种通信系统框图一；

图 9为本发明实施例提供的一种通信系统框图二。

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做 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。 实施例一

本发明实施例提供一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法，涉及控制器侧， 如图 1所示， 包括：

S101、 控制器生成第一 DHCP发现 4艮文。

控制器可主动生成第一 DHCP发现 ·^艮文， 第一 DHCP发现 ·^艮文用于触发 DHCP服务器生成与第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文， 以获取 DHCP服务器在网络中的位置。

openflow网络中包括控制器、 DHCP客户端、 DHCP服务器以及交换机， DHCP客户端与 DHCP服务器在控制器的控制下通过交换机进行数据包的传 输。

其中， openflow 网络实现了数据包转发层和控制层的分离。 在 openflow 网络中， 数据包的转发过程由交换机和控制器共同完成， 其中， 交换机主要 负责数据包的转发， 控制器主要负责决定数据包的转发规则。 交换机接收到 数据包后， 首先查询存储在交换机中的转发流表是否包括接收到的数据包的 转发规则， 若未查找到匹配的转发规则， 交换机则将该数据包转发至控制器， 由控制器来确定该数据包的转发规则， 并将该数据包的转发规则下发至相关 交换机， 即， 控制器通过控制交换机中的转发流表， 从而实现对整个网络的 集中控制。

需要说明的是， 转发流表为交换机的一个重要组成部分， 转发流表可用 来指示交换机将接收到的数据包从哪些端口来进行转发。 每个交换机中存储 的转发流表包括多个转发流表项， 每个转发流表项就为一条转发规则， 交换 机按照匹配的转发规则对接收到的数据包进行转发。

进一步地， 转发规则由匹配域、 计数器及操作指令组成， 其中匹配域为 转发规则的标识， 计数器用来计数转发规则的统计数据， 操作指令用来指示 与该转发规则匹配的数据包应该执行的操作。 匹配域中包括转发数据包的目 标端口、 源端 MAC ( Media Access Control, 介质访问控制层 )地址、 目标端 MAC地址、 源端 IP地址、 目标端 IP地址等信息。 举例来说， 若一个 DHCP客户端需发送数据包至另一个 DHCP客户端， 交换机在接收到来自该 DHCP客户端的数据包之后， 交换机则根据该数据包 中携带的该 DHCP客户端的 MAC地址和该 DHCP客户端的 IP地址以及另一 个 DHCP客户端的 MAC地址和另一个 DHCP客户端的 IP地址等信息， 在转 发流表中查找匹配的转发规则， 若查找到匹配的转发规则， 交换机则根据该 转发规则中的操作指令对该数据包进行操作， 如对该数据包进行转发或丟弃， 也就是说， 若转发规则中的操作指令允许交换机对该数据包进行转发， 交换 机则可按照该转发规则转发该数据包至转发规则中指示的目标端口。

本领域普通技术人员可以理解， openflow网络中控制器根据 DHCP服务 器的地址信息及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息可生成交换 机到 DHCP服务器的转发规则， 即从交换机至 DHCP服务器的网络路径， 控 制器生成转发规则的具体方法均为现有技术， 此处不再赘述。

5102、 控制器发送第一 DHCP 发现报文至交换机， 以使交换机将第一 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器，进而使 DHCP服务器生成与第一 DHCP 发现报文对应的 DHCP提供报文后， DHCP服务器将 DHCP提供报文发送至 交换机， DHCP提供报文包括 DHCP服务器的地址信息。

控制器将生成的第一 DHCP发现报文发送至 openflow网络中的交换机， 交换机接收到控制器生成的第一 DHCP发现报文后， 将该第一 DHCP发现报 文转发至 DHCP服务器，以使得 DHCP服务器接收到该第一 DHCP发现报文， 并根据该第一 DHCP发现报文生成相对应的 DHCP提供报文， 并将该 DHCP 提供报文返回至交换机， 以使得交换机将该 DHCP提供报文转发至控制器。

DHCP提供报文可以包括 DHCP服务器的地址信息。

特别的，上述控制器及交换机可以为 openflow网络中的控制器及交换机。

5103、 控制器接收交换机上报的报文， 该报文包括 DHCP提供报文以及 交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口，并根据 DHCP提供报文获取 DHCP 服务器的地址信息。

控制器接收到来自交换机上报的报文后， 该报文中包括 DHCP提供报文 以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口， 控制器根据该 DHCP提供报 文获取 DHCP服务器的地址信息。

S104、 控制器根据该地址信息以及该端口生成交换机到 DHCP服务器的 转发规则，使得交换机能够根据转发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP 发现报文至 DHCP服务器，进而使得 DHCP服务器为 DHCP客户端分配 DHCP 客户端的 IP地址， 转发规则用于指示从交换机至 DHCP服务器的网络路径， 第二 DHCP发现报文为 DHCP客户端需获取 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

若有 DHCP客户端需获取 DHCP客户端的 IP地址，控制器则可直接根据 前述获取的 DHCP服务器的地址信息以及该端口等信息，生成交换机到 DHCP 服务器的转发规则， 该转发规则用于指示从交换机至 DHCP服务器的网络路 径，即 DHCP客户端从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址的网络路径， 进而使得交换机根据该转发规则指示的网络路径转发 DHCP客户端发送的用 于获取 DHCP客户端的 IP地址的第二 DHCP发现报文至 DHCP服务器，以获 得 DHCP服务器为 DHCP客户端分配的 DHCP客户端的 IP地址，避免了现有 技术中控制器广播处理 DHCP客户端发送的 DHCP发现报文而导致的网络中 DHCP客户端发送的 DHCP客户端发现报文泛滥的问题； 或者在控制器中手 动预先配置 DHCP服务器的地址等信息而导致的维护不方便的问题。

需要说明的是， 控制器根据前述获取的 DHCP服务器的地址信息以及交 换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 生成的交换机到 DHCP服务 器的转发规则可以包括交换机的 MAC地址、 交换机的 IP地址、 DHCP服务 器的 MAC地址、 DHCP服务器的 IP地址、 交换机的用于与 DHCP服务器通 信的端口及指示交换机转发数据包的操作指令。

进一步地， DHCP客户端发送第二 DHCP发现报文的方式可以为广播， 也可以为组播， 还可以为其他任何满足要求的发送方式， 本发明不做限制。

本发明实施例还提供一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 涉及交换机 侧， 如图 2所示， 包括：

S201、 交换机接收来自控制器的第一 DHCP发现报文， 第一 DHCP发现 报文为控制器生成的。

控制器主动生成第一 DHCP发现报文后， 将该第一 DHCP发现报文发送 至交换机， 即交换机接收来自控制器的第一 DHCP发现报文。

5202、 交换机转发第一 DHCP发现报文至 DHCP服务器， 以使 DHCP服 务器生成与第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文， DHCP提供报文包 括 DHCP服务器的地址信息。

交换机接收到第一 DHCP发现报文后， 将该第一 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器，以使得 DHCP服务器生成与第一 DHCP发现报文对应的 DHCP 提供报文， DHCP提供报文可以包括 DHCP服务器的地址信息。

5203、 交换机接收来自 DHCP服务器的 DHCP提供报文。

DHCP服务器生成 DHCP提供报文后， DHCP服务器将 DHCP提供报文 发送至交换机。

5204、 交换机上报报文至控制器， 该报文包括 DHCP提供报文以及交换 机的用于与 DHCP服务器通信的端口， 以使控制器根据 DHCP提供报文获取 DHCP服务器的地址信息，并根据该地址信息以及该端口生成交换机到 DHCP 服务器的转发规则，转发规则用于指示从交换机至 DHCP服务器的网络路径。

交换机接收到来自 DHCP服务器的 DHCP提供报文后， 交换机上报报文 至控制器， 该报文包括 DHCP提供报文以及交换机的用于与 DHCP服务器通 信的端口， 从而， 以使控制器可根据 DHCP提供报文获取 DHCP服务器的地 址信息， 进而， 若有 DHCP客户端需获取 DHCP客户端的 IP地址， 控制器则 可根据该地址信息以及该端口生成交换机到 DHCP服务器的转发规则， 并将 该转发规则下发至交换机， 其中， 转发规则用于指示从交换机至 DHCP服务 器的网络路径。

S205、 交换机根据转发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报 文至 DHCP服务器，进而使得 DHCP服务器为 DHCP客户端分配 DHCP客户 端的 IP地址， 第二 DHCP发现报文为 DHCP客户端需获取 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

若有 DHCP客户端需获取 DHCP客户端的 IP地址，交换机可直接根据控 制器下发的交换机到 DHCP服务器的转发规则， 将 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器， 以使得 DHCP服务器为 DHCP客户端 分配 DHCP客户端的 IP地址，其中，第二 DHCP发现报文为 DHCP客户端需 获取 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

本发明实施例提供一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 通过控制器生 成第一 DHCP发现报文， 并将第一 DHCP发现报文经交换机转发至 DHCP服 务器， 进而使 DHCP服务器生成与第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报 文并将 DHCP提供报文发送至交换机后， 控制器接收交换机上报的报文， 该 报文包括 DHCP提供报文以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口， 且 控制器根据 DHCP提供报文获取 DHCP服务器的地址信息， DHCP提供报文 包括 DHCP服务器的地址信息， 以及控制器根据该地址信息以及该端口生成 交换机到 DHCP 服务器的转发规则， 使得交换机能够根据该转发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报文至 DHCP服务器， 进而使得 DHCP 服务器为 DHCP客户端分配 DHCP客户端的 IP地址。 通过该方案， 由于控制 器主动获取了 DHCP服务器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通 信的端口等信息， 因此， 网络中若有 DHCP客户端需从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址， 控制器则可直接根据前述获取的 DHCP服务器的地 址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 生成用于指示 交换机至 DHCP服务器的网络路径的转发规则， 从而使得 DHCP客户端可通 过交换机从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址，避免了现有技术中控 制器以广播形式辅助 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地址，或控制器需 手动预先配置 DHCP服务器的地址等信息的问题， 节省了网络带宽， 提高了 网络效率， 以及方便了人们维护。

实施例二

本发明实施例提供一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 如图 3所示， 包括：

S301、 控制器生成第一 DHCP发现 4艮文。

openflow网络实现了数据包转发层和控制层的分离。在 openflow网络中， 数据包的转发过程由交换机和控制器共同完成， 其中， 交换机主要负责数据 包的转发， 控制器主要负责决定数据包的转发规则。 交换机接收到数据包后， 首先查询存储在交换机中的转发流表是否包括接收到的数据包的转发规则， 若未查找到匹配的转发规则， 交换机则将该数据包转发至控制器， 由控制器 来确定该数据包的转发规则， 并将该数据包下发至相关交换机， 即， 控制器 通过控制交换机中的转发流表， 从而实现对整个网络的集中控制。

需要说明的是， 转发流表为交换机的一个重要组成部分， 转发流表可用 来指示交换机将接收到的数据包从哪些端口来进行转发。 每个交换机中存储 的转发流表包括多个转发流表项， 每个转发流表项就为一条转发规则， 交换 机按照匹配的转发规则对接收到的数据包进行转发。

进一步地， 转发规则由匹配域、 计数器及操作指令组成， 其中匹配域为 转发规则的标识， 计数器用来计数转发规则的统计数据， 操作指令用来指示 与该转发规则匹配的数据包应该执行的操作。 匹配域中包括转发数据包的目 标端口、 源端 MAC地址、 目标端 MAC地址、 源端 IP地址、 目标端 IP地址 等信息。

举例来说， 若一个 DHCP客户端需发送数据包至另一个 DHCP客户端， 交换机在接收到来自该 DHCP客户端的数据包之后， 交换机则根据该数据包 中携带的该 DHCP客户端的 MAC地址和该 DHCP客户端的 IP地址以及另一 个 DHCP客户端的 MAC地址和另一个 DHCP客户端的 IP地址等信息， 在转 发流表中查找匹配的转发规则， 若查找到匹配的转发规则， 交换机则根据该 转发规则中的操作指令对该数据包进行操作， 如对该数据包进行转发或丟弃， 也就是说， 若转发规则中的操作指令允许交换机对该数据包进行转发， 交换 机则可按照该转发规则转发该数据包至转发规则中指示的目标端口。

本领域普通技术人员可以理解， openflow网络中控制器根据 DHCP服务 器的地址信息及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息可生成交换 机到 DHCP服务器的转发规则， 即从交换机至 DHCP服务器的网络路径， 控 制器生成转发规则的具体方法均为现有技术， 此处不再赘述。

控制器可主动生成第一 DHCP发现报文， 以用来获取 DHCP服务器的地 址信息， 以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 其中， DHCP 服务器的地址信息可以包括 DHCP服务器的 IP地址和 DHCP服务器的 MAC 地址。

上述第一 DHCP发现报文可以包括控制器的 MAC地址、 控制器的 IP地 址、 广播 MAC地址、 广播 IP地址以及引导程序协议， 其中引导程序协议可 以包括 UDP ( User Datagram Protocol, 用户数据报协议 )和 DHCP。

S302、控制器发送携带有第一 DHCP发现报文的包输出消息（ packet— out ) 至交换机。

控制器生成第一 DHCP发现报文后， 控制器利用 openflow网络中的包输 出消息将第一 DHCP发现报文（即包输出消息携带第一 DHCP发现报文 )发 送至交换机。

本领域普通技术人员可以理解， 本发明实施例中， 交换机利用包输出消 息将第一 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器时可从交换机的端口进行转发， 该交换机的端口可以包括非交换机之间的链路连接端口， 也可以包括非交换 机之间的链路连接端口和交换机之间的链路连接端口。

需要说明的是， 为了防止交换机转发第一 DHCP发现报文时进入交换机 之间的链路进行循环， 因此， 上述交换机的端口不能全部为交换机之间的链 路连接端口。

包输出消息为 openflow网络中的指令消息， 控制器发送数据包时可根据 openflow 网络中的包输出消息作为数据包的载体， 即将数据包承载于包输出 消息之上发送至交换机。

本发明实施例中， openflow网络中的控制器将第一 DHCP发现报文承载 于包输出消息之上发送至该网络中的交换机， 以使交换机根据该包输出消息， 将该第一 DHCP发现 4艮文转发至目标端口。

特别的，上述控制器及交换机可以为 openflow网络中的控制器及交换机。 S303、 交换机转发第一 DHCP发现报文至 DHCP服务器。

交换机接收到来自控制器的携带有第一 DHCP 发现报文的包输出消息 后， 交换机根据包输出消息将第一 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器， 以 使得 DHCP服务器接收到来自交换机的第一 DHCP发现报文后， 根据第一 DHCP发现报文生成与第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文， 并将 DHCP 提供报文发送至交换机， 其中， 包输出消息可用于指示交换机转发第 一 DHCP发现报文至 DHCP服务器， DHCP提供报文可以包括 DHCP服务器 的地址信息。

5304、 交换机接收来自 DHCP服务器的 DHCP提供报文。

交换机接收来自 DHCP服务器的 DHCP提供报文， DHCP提供报文具体 可以包括 DHCP服务器的 IP地址和 DHCP服务器的 MAC地址。

5305、 控制器接收交换机上报的包输入消息 （packet— in ) , 包输入消息 包括 openflow 消息头和净荷， 其中， openflow 消息头包括交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口， 净荷包括 DHCP提供报文。

交换机接收到来自 DHCP服务器的 DHCP提供报文后， 交换机根据包输 入消息转发 DHCP提供报文至控制器， 即控制器接收交换机上报的报文， 该 报文包括 DHCP提供报文以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口。

包输入消息为 openflow网络中的指令消息， 交换机发送数据包至控制器 时， 交换机可根据 openflow网络中的包输入消息作为数据包的载体， 即将该 数据包承载于包输入消息之上发送至控制器。

5306、 控制器根据接收到的 DHCP提供报文获取 DHCP服务器的地址信 息， DHCP服务器的地址信息包括 DHCP服务器的 IP地址和 DHCP服务器的 MAC地址。

控制器根据接收到的来自交换机上报的 DHCP提供报文获取 DHCP服务 器的地址信息， 即 DHCP服务器的 IP地址和 DHCP服务器的 MAC地址， 以 使得若有 DHCP客户端需获取 DHCP客户端的 IP地址，控制器则可直接根据 前述获取的 DHCP服务器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通信 的端口等信息， 生成交换机到 DHCP服务器的转发规则， 该转发规则用于指 示从交换机至 DHCP服务器的网络路径。

需要说明的是， 控制器根据前述获取的 DHCP服务器的地址信息以及交 换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 生成的交换机到 DHCP服务 器的转发规则可以包括交换机的 MAC地址、 交换机的 IP地址、 DHCP服务 器的 MAC地址、 DHCP服务器的 IP地址、 交换机的用于与 DHCP服务器通 信的端口及指示交换机转发数据包的操作指令。

进一步地， 本发明实施例中， 控制器需周期性的执行 S301-S306, 以使得 控制器可不断更新获取到的 DHCP服务器的 IP地址， DHCP服务器的 MAC 地址，以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息，从而防止 DHCP 服务器的 IP地址， DHCP服务器的 MAC地址， 以及交换机的用于与 DHCP 服务器通信的端口等信息发生改变 （例如 DHCP服务器位置发生改变而导致 上述信息也一起改变）导致的网络路径出错的问题。

可以理解的是， 上述控制器周期性的执行 S301-S306, 具体可以为控制器 按照预设的时间不断的重复执行 S301-S306, 预设时间可以为 1分钟， 也可以 为 3分钟， 还可以为 5分钟等任何满足要求的时间， 本发明不做限制。

特别地， 控制器在生成前一个第一 DHCP发现报文后到生成下一个第一 DHCP发现报文前这段时间内， 控制器可执行完 S301-S306, 即控制器可完成 一次获取 DHCP服务器的 IP地址， DHCP服务器的 MAC地址， 以及交换机 的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息的过程。

S307、交换机接收来自 DHCP客户端的第二 DHCP发现报文，第二 DHCP 发现报文为 DHCP客户端需获取 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

若 DHCP客户端需从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址， DHCP 客户端则在 openflow网络中发送第二 DHCP发现报文， 交换机接收到 DHCP 客户端发送的第二 DHCP发现报文后， 交换机在交换机的转发流表中查找交 换机到 DHCP服务器的转发规则， 若未查找到该转发规则， 交换机则将该第 二 DHCP发现报文上报至控制器。

当然， 若交换机在交换机的转发流表中查找到交换机到 DHCP服务器的 转发规则， 交换机则直接根据该转发规则将该第二 DHCP 发现报文转发至 DHCP服务器。

特别的， 第二 DHCP发现报文可以包括 DHCP客户端的 MAC地址、 全 零的 IP地址、 广播 MAC地址、 广播 IP地址以及引导程序协议， 引导程序协 议可以包括 UDP和 DHCP。

进一步地， DHCP客户端发送第二 DHCP发现报文的方式可以为广播， 也可以为组播， 还可以为其他任何满足要求的发送方式， 本发明不做限制。

5308、 控制器接收交换机上报的第二 DHCP发现报文。

若交换机在交换机的转发流表中未查找到该转发规则， 交换机则将该第 二 DHCP发现报文上报至控制器， 即控制器接收交换机上报的第二 DHCP发 现报文。

5309、 控制器根据 DHCP服务器的地址信息及交换机的用于与 DHCP服 务器通信的端口， 生成交换机到 DHCP服务器的转发规则， 转发规则用于指 示从交换机至 DHCP服务器的网络路径。

控制器接收到交换机转发的第二 DHCP发现报文后，控制器根据 S305与 S306获取的 DHCP服务器的地址信息及交换机的用于与 DHCP服务器通信的 端口等信息， 生成交换机到 DHCP服务器的转发规则， 该转发规则用于指示 从交换机至 DHCP服务器的网络路径。

5310、 控制器发送转发规则至交换机， 以使交换机根据转发规则， 发送 第二 DHCP发现报文至 DHCP服务器，进而使得 DHCP服务器为 DHCP客户 端分配 DHCP客户端的 IP地址。

控制器将生成的转发规则发送至交换机， 以使交换机可以根据该转发规 则， 将第二 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器， 从而使得 DHCP服务器为 DHCP客户端分配 DHCP客户端的 IP地址。

需要说明的是，若 openflow网络中有 DHCP客户端需从 DHCP服务器获 取 DHCP客户端的 IP地址时， 控制器才执行 S305-S307, 以使得 DHCP服务 器可为 DHCP客户端分配 DHCP客户端的 IP地址。

本发明实施例中，若控制器周期性地获取 DHCP服务器的 IP地址， DHCP 服务器的 MAC地址， 以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 则网络中一旦有 DHCP客户端需从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址， 控制器可直接根据获取的 DHCP服务器的 IP地址， DHCP服务器的 MAC地 址，以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息生成交换机到 DHCP 服务器的转发规则，该转发规则用于指示交换机至 DHCP服务器的网络路径， 从而使得 DHCP客户端可通过交换机从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP 地址，避免了现有技术中控制器广播处理 DHCP客户端发送的用于获取 DHCP 客户端的 IP 地址的 DHCP 发现报文而导致的网络中 DHCP客户端发送的 DHCP发现报文泛滥的问题； 或者在控制器中手动预先配置 DHCP服务器的 地址等信息而导致的维护不方便的问题。

需要说明的是， 本发明实施例提供的获取服务器网络路径的方法同时适 用于 "带内" 通信和 "带外" 通信。 "带内" 是指网络中交换机和控制器之 间的控制信道与交换机之间的数据信道为同一个物理信道， 即控制信道借助 于数据信道传输控制信息； "带外" 是指网络中交换机和控制器之间的控制 信道与交换机之间的数据信道为不同的物理信道。

本发明实施例提供一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 通过控制器生 成第一 DHCP发现报文， 并将第一 DHCP发现报文经交换机转发至 DHCP服 务器， 进而使 DHCP服务器生成与第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报 文并将 DHCP提供报文发送至交换机后， 控制器接收交换机上报的报文， 该 报文包括 DHCP提供报文以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口， 且 控制器根据 DHCP提供报文获取 DHCP服务器的地址信息， DHCP提供报文 包括 DHCP服务器的地址信息， 以及控制器根据该地址信息以及该端口生成 交换机到 DHCP 服务器的转发规则， 使得交换机能够根据该转发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报文至 DHCP服务器， 进而使得 DHCP 服务器为 DHCP客户端分配 DHCP客户端的 IP地址。 通过该方案， 由于控制 器主动获取了 DHCP服务器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通 信的端口等信息， 因此， 网络中若有 DHCP客户端需从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址， 控制器则可直接根据前述获取的 DHCP服务器的地 址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 生成用于指示 交换机至 DHCP服务器的网络路径的转发规则， 从而使得 DHCP客户端可通 过交换机从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址，避免了现有技术中控 制器以广播形式辅助 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地址，或控制器需 手动预先配置 DHCP服务器的地址等信息的问题， 节省了网络带宽， 提高了 网络效率， 以及方便了人们维护。 实施例三

如图 4所示， 本发明实施例提供一种控制器 1 , 包括：

第一处理单元 10, 用于生成第一 DHCP发现报文。

第一发送单元 12, 用于发送所述第一 DHCP发现报文至所述交换机， 以 使所述交换机将所述第一 DHCP发现报文转发至所述 DHCP服务器， 进而使 所述 DHCP服务器生成与所述第一 DHCP发现报文对应的所述 DHCP提供报 文后， 所述 DHCP服务器将所述 DHCP提供报文发送至所述交换机， 所述 DHCP提供报文包括所述 DHCP服务器的地址信息。

第一接收单元 11 , 用于接收所述交换机上报的报文， 所述报文包括所述 DHCP提供报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口。

所述第一处理单元 10, 还用于根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP 服务器的地址信息， 并根据所述地址信息以及所述端口生成所述交换机到所 述 DHCP 服务器的转发规则， 使得所述交换机能够根据所述转发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所 述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址，所述 转发规则用于指示从所述交换机至所述 DHCP服务器的网络路径， 所述第二 DHCP发现报文为所述 DHCP客户端需获取所述 DHCP客户端的 IP地址时发 送的。 。

所述第一 DHCP发现报文可以包括所述控制器的 MAC地址、 所述控制 器的 IP地址、 广播 MAC地址、 广播 IP地址以及引导程序协议， 所述引导程 序协议可以包括 UDP和 DHCP。

所述第二 DHCP发现报文可以包括所述 DHCP客户端的 MAC地址、 全 零的 IP地址、 广播 MAC地址、 广播 IP地址以及引导程序协议， 所述引导程 序协议可以包括 UDP和 DHCP。

进一步地， 所述第一接收单元 11 , 还用于接收所述交换机上报的所述第 二 DHCP发现艮文。

所述第一处理单元 10, 还用于根据所述 DHCP服务器的地址信息及所述 端口， 生成所述转发规则。 所述第一发送单元 12, 还用于发送所述转发规则至所述交换机， 以使所 述交换机根据所述转发规则， 转发所述第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服 务器， 进而使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户 端的 IP地址。

进一步地， 所述控制器 1及所述交换机可以为 openflow网络中的控制器 及交换机。

进一步地， 所述第一发送单元 12 , 具体用于发送携带有所述第一 DHCP 发现报文的包输出消息至所述交换机， 以使所述交换机根据所述包输出消息， 将所述第一 DHCP发现报文转发至所述 DHCP服务器， 所述包输出消息用于 指示转发所述第一 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器。

进一步地， 所述第一接收单元 11 , 具体用于接收所述交换机上报的包输 入消息， 所述包输入消息包括 openflow消息头和净荷， 其中， 所述 openflow 消息头包括所述端口， 所述净荷包括所述 DHCP提供报文。

进一步地， 所述 DHCP服务器的地址信息可以包括所述 DHCP服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的 MAC地址。

进一步地， 所述第一处理单元 10, 具体用于根据所述 DHCP提供报文获 取所述 DHCP服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的 MAC地址。

本发明实施例提供一种控制器， 控制器首先主动生成第一 DHCP发现报 文， 并将第一 DHCP发现报文经交换机转发至 DHCP服务器， 进而使 DHCP 服务器生成与第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文并将 DHCP提供报 文发送至交换机后， 控制器接收交换机上报的报文， 该报文包括 DHCP提供 报文以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口， 且控制器根据 DHCP提 供报文获取 DHCP服务器的地址信息， DHCP提供报文包括 DHCP服务器的 地址信息， 以及控制器根据该地址信息以及该端口生成交换机到 DHCP服务 器的转发规则， 使得交换机能够根据该转发规则转发 DHCP客户端发送的第 二 DHCP发现报文至 DHCP服务器，进而使得 DHCP服务器为 DHCP客户端 分配 DHCP客户端的 IP地址。 通过该方案， 由于控制器主动获取了 DHCP服 务器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 因此， 网络中若有 DHCP客户端需从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址，控 制器则可直接根据前述获取的 DHCP服务器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 生成用于指示该交换机至 DHCP服务器的 网络路径的转发规则， 从而使得 DHCP客户端可通过交换机从 DHCP服务器 获取 DHCP客户端的 IP地址，避免了现有技术中控制器以广播形式辅助 DHCP 客户端获取 DHCP客户端的 IP地址，或控制器需手动预先配置 DHCP服务器 的地址等信息的问题， 节省了网络带宽， 提高了网络效率， 以及方便了人们 维护。

如图 5所示， 本发明实施例提供一种交换机 2, 包括：

第二接收单元 20, 用于接收来自控制器的第一 DHCP发现报文， 所述第 一 DHCP发现报文为所述控制器生成的；

第二发送单元 21 , 用于转发所述第一 DHCP发现报文至 DHCP服务器， 以使所述 DHCP服务器生成与所述第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报 文， 所述 DHCP提供报文包括所述 DHCP服务器的地址信息。

所述第二接收单元 20, 还用于接收来自所述 DHCP服务器的所述 DHCP 提供报文。

所述第二发送单元 21 , 还用于上4 艮文至所述控制器， 所述 ·^艮文包括所 述 DHCP提供报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口， 以使所述控制器根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服务器的地址信息， 并根据所述地址信息以及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP服务器的转 发规则， 所述转发规则用于指示从所述交换机至所述 DHCP服务器的网络路 径。

所述第二发送单元 21 , 还用于根据所述转发规则转发 DHCP客户端发送 的第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器为 所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址，所述第二 DHCP发现报 文为所述 DHCP客户端需获取所述 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

进一步地， 所述第二接收单元 20, 还用于接收来自所述 DHCP客户端的 所述第二 DHCP发现报文。 所述第二发送单元 21 , 还用于上报所述第二 DHCP发现报文至所述控制 器， 以使所述控制器根据所述 DHCP服务器的地址信息及所述端口， 生成所 述转发规则。

所述第二接收单元 20, 还用于接收来自所述控制器的所述转发规则。 所述第二发送单元 21 , 还用于根据所述转发规则， 转发所述第二 DHCP 发现报文至所述 DHCP服务器， 以使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户 端分配所述 DHCP客户端的 IP地址。

进一步地， 所述控制器及所述交换机 2可以为 openflow网络中的控制器 及交换机。

进一步地， 所述第二接收单元 20, 具体用于接收来自所述控制器的携带 有所述第一 DHCP发现报文的包输出消息， 所述包输出消息用于指示转发所 述第一 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器；

所述第二发送单元 21 ,具体用于根据所述包输出消息，将所述第一 DHCP 发现报文转发至所述 DHCP服务器。

进一步地， 所述第二发送单元 21 , 具体用于上 ·^艮包输入消息至所述控制 器， 所述包输入消息包括 openflow消息头和净荷， 其中， 所述 openflow消息 头包括所述端口， 所述净荷包括所述 DHCP提供报文。

进一步地， 所述 DHCP服务器的地址信息可以包括所述 DHCP服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的 MAC地址。

本发明实施例提供一种交换机， 交换机将控制器主动生成的第一 DHCP 发现报文转发至 DHCP服务器， 进而使 DHCP服务器生成与第一 DHCP发现 报文对应的 DHCP提供报文并将 DHCP提供报文发送至交换机后， 交换机上 报报文至控制器， 该报文包括 DHCP提供报文以及交换机的用于与 DHCP服 务器通信的端口， 以使得控制器根据 DHCP提供报文获取 DHCP服务器的地 址信息， 并根据该地址信息以及该端口生成交换机到 DHCP服务器的转发规 则， DHCP提供报文包括 DHCP服务器的地址信息， 从而， 交换机根据该转 发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报文至 DHCP服务器， 进而 使得 DHCP服务器为 DHCP客户端分配 DHCP客户端的 IP地址。通过该方案， 由于控制器主动获取了 DHCP服务器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP 服务器通信的端口等信息， 因此， 网络中若有 DHCP客户端需从 DHCP服务 器获取 DHCP客户端的 IP地址，控制器则可直接根据前述获取的 DHCP服务 器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 生成用 于指示交换机至 DHCP服务器的网络路径的转发规则， 从而使得 DHCP客户 端可通过交换机从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址，避免了现有技 术中控制器以广播形式辅助 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地址，或控 制器需手动预先配置 DHCP服务器的地址等信息的问题， 节省了网络带宽， 提高了网络效率， 以及方便了人们维护。

实施例四

如图 6所示， 本发明实施例提供一种控制器 1 , 包括第一处理器 13、 第 一接收器 14、 第一发送器 15以及第一存储器 16, 其中，

第一处理器 13为控制器 1的控制以及处理中心， 通过运行存储在第一存 储器 16中的软件程序， 并调用及处理存储在第一存储器 16中的数据， 从而 控制控制器 1进行收发信号， 以及实现控制器 1的其他功能。

第一发送器 15可用于向网络中的其他设备发送信号， 特别地， 若网络中 的交换机需从控制器 1接收某种信息， 第一发送器 15则可发送该信息至网络 中的交换机。

第一接收器 14可用于接收来自网络中的其他设备的信号， 特别地， 若网 络中的交换机需向控制器 1发送某种信息， 第一接收器 14则可接收来自网络 中的交换机的该信息。

第一存储器 16可用于存储软件程序及数据， 以使得第一处理器 13可通 过运行存储在第一存储器 16中的软件程序， 从而实现控制器 1的收发信号以 及其他功能。

本发明实施例中， 第一处理器 13 生成第一 DHCP发现 ·^艮文并将该第一 DHCP发现报文存储于第一存储器 16中； 第一处理器 13指示第一发送器 15 将该第一 DHCP发现报文发送至交换机， 以使交换机将该第一 DHCP发现报 文转发至 DHCP服务器， 进而使 DHCP服务器生成与该第一 DHCP发现报文 对应的 DHCP提供报文后， DHCP服务器将该 DHCP提供报文发送至交换机， DHCP提供报文包括 DHCP服务器的地址信息； 第一接收器 14接收交换机上 报的报文后， 该报文包括 DHCP提供报文以及交换机的用于与 DHCP服务器 通信的端口， 第一处理器 13对 DHCP提供 ·^艮文进行处理； 然后， 第一处理器 13根据第一存储器 16中的 DHCP提供报文获取 DHCP服务器的地址信息， 并将该地址信息及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口存储于第一存储 器 16中； 若 DHCP客户端需从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址， DHCP客户端则发送第二 DHCP发现报文至交换机；交换机接收到第二 DHCP 发现报文后， 交换机在交换机的转发流表中查找交换机到 DHCP服务器的转 发规则， 若未查找到该转发规则， 交换机则上报第二 DHCP发现报文至控制 器 1 , 即第一接收器 14接收交换机上报的第二 DHCP发现报文； 然后， 第一 处理器 13调出第一存储器 16中的 DHCP服务器的地址信息及交换机的用于 与 DHCP服务器通信的端口， 并根据 DHCP服务器的地址信息及交换机的用 于与 DHCP服务器通信的端口生成该转发规则， 以及将该转发规则存储于第 一存储器 16中， 该转发规则用于指示从交换机至 DHCP服务器的网络路径； 第一处理器 13指示第一发送器 15将第一存储器 16中存储的该转发规则发送 至交换机，以使交换机根据该转发规则，将第二 DHCP发现报文转发至 DHCP 服务器，进而使得 DHCP服务器为 DHCP客户端分配 DHCP客户端的 IP地址。

所述第一 DHCP发现报文可以包括所述控制器的 MAC地址、 所述控制 器的 IP地址、 广播 MAC地址、 广播 IP地址以及引导程序协议， 所述引导程 序协议可以包括 UDP和 DHCP。

所述第二 DHCP发现报文可以包括所述 DHCP客户端的 MAC地址、 全 零的 IP地址、 广播 MAC地址、 广播 IP地址以及引导程序协议， 所述引导程 序协议可以包括 UDP和 DHCP。

进一步地，控制器 1及交换机可以为 openflow网络中的控制器及交换机。 进一步地， 第一发送器 15 , 具体用于发送携带有第一 DHCP发现报文的 包输出消息至交换机， 以使交换机根据包输出消息， 将第一 DHCP发现报文 转发至 DHCP服务器，包输出消息用于指示转发第一 DHCP发现报文至 DHCP 服务器。

进一步地， 第一接收器 14, 具体用于接收交换机上报的包输入消息， 包 输入消息包括 openflow消息头和净荷， 其中， openflow消息头包括交换机的 用于与 DHCP服务器通信的端口， 净荷包括 DHCP提供报文。

进一步地， DHCP服务器的地址信息可以包括 DHCP服务器的 IP地址和 DHCP服务器的 MAC地址。

进一步地， 第一处理器 13 , 具体用于根据 DHCP提供报文获取 DHCP服 务器的 IP地址和 DHCP服务器的 MAC地址，并将 DHCP服务器的 IP地址和 DHCP服务器的 MAC地址存储于第一存储器 16中。

本发明实施例提供一种控制器， 控制器首先主动生成第一 DHCP发现报 文， 并将第一 DHCP发现报文经交换机转发至 DHCP服务器， 进而使 DHCP 服务器生成与第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文并将 DHCP提供报 文发送至交换机后， 控制器接收交换机上报的报文， 该报文包括 DHCP提供 报文以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口， 且控制器根据 DHCP提 供报文获取 DHCP服务器的地址信息， DHCP提供报文包括 DHCP服务器的 地址信息， 以及控制器根据该地址信息以及该端口生成交换机到 DHCP服务 器的转发规则， 使得交换机能够根据该转发规则转发 DHCP客户端发送的第 二 DHCP发现报文至 DHCP服务器，进而使得 DHCP服务器为 DHCP客户端 分配 DHCP客户端的 IP地址。 通过该方案， 由于控制器主动获取了 DHCP服 务器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 因此， 网络中若有 DHCP客户端需从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址，控 制器则可直接根据前述获取的 DHCP服务器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 生成用于指示交换机至 DHCP服务器的网 络路径的转发规则， 从而使得 DHCP客户端可通过交换机从 DHCP服务器获 取 DHCP客户端的 IP地址， 避免了现有技术中控制器以广播形式辅助 DHCP 客户端获取 DHCP客户端的 IP地址，或控制器需手动预先配置 DHCP服务器 的地址等信息的问题， 节省了网络带宽， 提高了网络效率， 以及方便了人们 维护。 如图 7所示， 本发明实施例提供一种交换机 2, 包括第二处理器 22、 第 二接收器 23、 第二发送器 24以及第二存储器 25 , 其中，

第二处理器 22为交换机 2的控制以及处理中心， 通过运行存储在第二存 储器 25中的软件程序， 并调用及处理存储在第二存储器 25中的数据， 从而 控制交换机 2进行收发信号， 以及实现交换机 2的其他功能。

第二发送器 24可用于向网络中的其他设备发送信号， 特别地， 若网络中 的控制器需从交换机 2接收某种信息， 第二发送器 24则可发送该信息至网络 中的控制器。

第二接收器 23可用于接收来自网络中的其他设备的信号， 特别地， 若网 络中的控制器需向交换机 2发送某种信息， 第二接收器 23则可接收来自网络 中的控制器的该信息。

第二存储器 25可用于存储软件程序及数据， 以使得第二处理器 22可通 过运行存储在第二存储器 25中的软件程序， 从而实现交换机 2的收发信号以 及其他功能。

本发明实施例中，第二接收器 23接收来自控制器的该第一 DHCP发现报 文后，第二处理器 22将该第一 DHCP发现报文进行处理后存储于第二存储器 25中； 然后， 第二处理器 22指示第二发送器 24将该第一 DHCP发现报文转 发至 DHCP服务器， 以使 DHCP服务器生成与该第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文， 并将该 DHCP提供报文发送至交换机， 即第二接收器 23接 收来自 DHCP服务器的该 DHCP提供报文， DHCP提供报文包括 DHCP服务 器的地址信息； 第二处理器 22将该 DHCP提供报文进行处理后存储于第二存 储器 25中， 并指示第二发送器 24上报报文至控制器， 该报文包括该 DHCP 提供报文以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口， 从而使得控制器根 据该 DHCP提供报文获取 DHCP服务器的地址信息并根据地址信息以及交换 机的用于与 DHCP服务器通信的端口生成交换机到 DHCP服务器的转发规则， 转发规则用于指示从交换机至 DHCP服务器的网络路径； 若 DHCP客户端需 从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址， DHCP客户端则发送第二 DHCP 发现报文至交换机， 即第二接收器 23先接收到第二 DHCP发现报文； 第二处 理器 22将第二 DHCP发现报文进行处理后存储于第二存储器 25中， 并在交 换机的转发流表中查找交换机到 DHCP服务器的转发规则； 若未查找到该转 发规则， 第二处理器 22则指示第二发送器 24上报第二 DHCP发现报文至控 制器， 进而使得控制器根据保存的 DHCP服务器的地址信息及交换机的用于 与 DHCP服务器通信的端口生成该转发规则，并将该转发规则下发至交换机， 该转发规则用于指示从交换机 2至 DHCP服务器的网络路径， 即第二接收器 23接收来自控制器的该转发规则；第二处理器 22将该转发规则存储于第二存 储器 25中， 并根据该转发规则指示第二发送器 24将第二 DHCP发现报文转 发至 DHCP服务器，进而使得 DHCP服务器为 DHCP客户端分配 DHCP客户 端的 IP地址。

进一步地， 控制器及交换机可以为 openflow网络中的控制器及交换机。 进一步地，第二接收器 23 ,具体用于接收来自控制器的携带有第一 DHCP 发现报文的包输出消息， 包输出消息用于指示转发第一 DHCP 发现报文至

DHCP服务器。

进一步地， 第二发送器 24, 具体用于根据包输出消息， 将第一 DHCP发 现报文转发至 DHCP服务器。

进一步地， 第二发送器 24, 具体用于上报包输入消息至控制器， 包输入 消息包括 openflow消息头和净荷， 其中， openflow消息头包括交换机的用于 与 DHCP服务器通信的端口， 净荷包括 DHCP提供报文。

进一步地， DHCP服务器的地址信息可以包括 DHCP服务器的 IP地址和 DHCP服务器的 MAC地址。

本发明实施例提供一种交换机， 交换机将控制器主动生成的第一 DHCP 发现报文转发至 DHCP服务器， 进而使 DHCP服务器生成与第一 DHCP发现 报文对应的 DHCP提供报文并将 DHCP提供报文发送至交换机后， 交换机上 报报文至控制器， 该报文包括 DHCP提供报文以及交换机的用于与 DHCP服 务器通信的端口， 以使得控制器根据 DHCP提供报文获取 DHCP服务器的地 址信息， 并根据该地址信息以及该端口生成交换机到 DHCP服务器的转发规 则， DHCP提供报文包括 DHCP服务器的地址信息， 从而， 交换机根据该转 发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报文至 DHCP服务器， 进而 使得 DHCP服务器为 DHCP客户端分配 DHCP客户端的 IP地址。通过该方案， 由于控制器主动获取了 DHCP服务器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP 服务器通信的端口等信息， 因此， 网络中若有 DHCP客户端需从 DHCP服务 器获取 DHCP客户端的 IP地址，控制器则可直接根据前述获取的 DHCP服务 器的地址信息以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的端口等信息， 生成用 于指示交换机至 DHCP服务器的网络路径的转发规则， 从而使得 DHCP客户 端可通过交换机从 DHCP服务器获取 DHCP客户端的 IP地址，避免了现有技 术中控制器以广播形式辅助 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地址，或控 制器需手动预先配置 DHCP服务器的地址等信息的问题， 节省了网络带宽， 提高了网络效率， 以及方便了人们维护。

实施例五

如图 8所示， 本发明实施例还提供一种通信系统 3 , 用于 DHCP客户端 获取 IP地址， 包括：

上述任意所述的控制器 1及上述任意所述的交换机 2。

进一步地， 通信系统 3还包括上述所述的 DHCP服务器以及 DHCP客户 端。

本发明实施例提供的一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法应用于上述通 信系统 3中， 如图 9所示， 以该通信系统包括 1个控制器 1 ; 3个交换机， 分 别为交换机 26、 交换机 27以及交换机 28; 1个 DHCP服务器 30; 以及 4个 DHCP客户端， 分别为 DHCP客户端 40、 DHCP客户端 41、 DHCP客户端 42 以及 DHCP客户端 43为例， 其中， DHCP客户端 40和 DHCP客户端 41与交 换机 26连接， DHCP客户端 42和 DHCP客户端 43与交换机 28连接， DHCP 服务器 30与交换机 27连接， 控制器 1控制整个通信系统， 那么， DHCP客 户端获取 DHCP客户端的 IP地址的方法包括：

( 1 )控制器 1周期性获取 DHCP服务器 30的 IP地址， DHCP服务器 30 的 MAC地址， 以及交换机 27的用于与 DHCP服务器 30通信的端口等信息。

( 2 )若 DHCP客户端 40需获取 DHCP客户端 40的 IP地址， DHCP客 户端 40则广播第二 DHCP发现报文。

需要说明的是， 第二 DHCP发现报文包括 DHCP客户端 MAC地址、 全 零的 IP地址、 目标端 MAC地址、 目标端 IP地址以及引导程序协议。

( 3 ) 交换机 26接收到来自 DHCP客户端 40的第二 DHCP发现报文后， 交换机 26查询交换机 26的转发流表是否包括该交换机 26到 DHCP服务器 30的转发规则， 该转发规则用于指示从交换机 26至 DHCP服务器 30的网络 路径， 即交换机 26将该第二 DHCP发现报文从交换机 26的某些端口转发至 DHCP服务器 30。

需要说明的是， 交换机 26的某些端口可以包括非交换机之间的链路连接 端口， 也可以包括非交换机之间的链路连接端口和交换机之间的链路连接端 口。

特别的， 为了防止交换机转发第二 DHCP发现报文时进入交换机之间的 链路进行循环， 因此， 上述交换机的端口不能全部为交换机之间的链路连接 端口。

( 4 )若交换机 26未查询到该交换机 26至 DHCP服务器 30的转发规则， 交换机 26则上报该第二 DHCP发现报文至控制器 1。

( 5 )控制器 1根据获取的 DHCP服务器 30的 IP地址， DHCP服务器 30 的 MAC地址， 以及交换机 27的用于与 DHCP服务器 30通信的端口等信息， 生成用于指示交换机 26至 DHCP服务器 30的网络路径的转发规则，即 DHCP 客户端 40从 DHCP服务器 30获取 IP地址的网络路径（假设该网络路径为 DHCP客户端 40—交换机 26—交换机 27— DHCP服务器 30 ) 。

( 6 )控制器 1根据预设的转发规则修改消息发送生成的该转发规则至交 换机 26和交换机 27, 以使得交换机 26和交换机 27按照该转发规则转发该 DHCP客户端发现报文至 DHCP服务器 30, 从而， 以使得 DHCP服务器 30 为 DHCP客户端 40分配 DHCP客户端 40的 IP地址， 即 DHCP客户端 40获 取 DHCP客户端 40的 IP地址。

转发规则修改消息为 openflow网络中的指令消息， 控制器发送转发规则 时可根据预设的转发规则修改消息作为转发规则的载体， 即将转发规则承载 于转发规则修改消息之上发送至目标交换机。

上述通信系统中， 由于控制器 1在周期性地获取 DHCP服务器 30的 IP 地址， DHCP服务器 30的 MAC地址， 以及交换机 27的用于与 DHCP服务器 30通信的端口等信息， 因此， 若网络中 DHCP客户端 40需从 DHCP服务器 30获取 DHCP客户端 40的 IP地址， 控制器 1可直接生成用于指示交换机 26 至 DHCP服务器 30的网络路径的转发规则， 即 DHCP客户端 40从 DHCP服 务器 30获取 DHCP客户端 40的 IP地址的网络路径，以用来指示 DHCP客户 端 40按照控制器指示的网络路径从 DHCP服务器 30获取 DHCP客户端 40 的 IP地址， 避免了现有技术中控制器 1广播转发 DHCP客户端发送的 DHCP 发现报文而导致的网络中 DHCP客户端发送的 DHCP发现报文泛滥的问题； 或者在控制器 1中手动预先配置 DHCP服务器 30的地址等信息而导致的维护 不方便的问题。

特别地， 在控制器 1获取 DHCP服务器 30的 IP地址， DHCP服务器 30 的 MAC地址， 以及交换机 27的用于与 DHCP服务器 30通信的端口等信息 的过程中， 由于此时控制器 1 尚未获取 DHCP服务器 30的 IP地址， DHCP 服务器 30的 MAC地址， 以及交换机 27的用于与 DHCP服务器 30通信的端 口等信息， 因此， 不能生成相应的转发规则， 若此时 DHCP客户端 40需获取 DHCP客户端 40的 IP地址， 贝' J DHCP客户端 40获取 DHCP客户端 40的 IP 地址的方法包括：

( 1 )若 DHCP客户端 40需获取 DHCP客户端 40的 IP地址， DHCP客 户端 40则广播第二 DHCP发现报文。

( 2 ) 交换机 26接收到来自 DHCP客户端 40的第二 DHCP发现报文后， 查询交换机 26的转发流表是否包括该交换机 26到 DHCP服务器 30的转发规 则， 该转发规则用于指示交换机 26将该第二 DHCP发现报文转发至交换机 26的某些端口， 进而转发至 DHCP服务器 30。

( 3 )若交换机 26未查询到该转发规则， 交换机 26则上报该第二 DHCP 发现报文至控制器 1。

( 4 ) 由于控制器 1并未获取 DHCP服务器 30的 IP地址， DHCP服务器 30的 MAC地址， 以及交换机 27的用于与 DHCP服务器 30通信的端口等信 息， 因此， 控制器 1只能根据普通报文的处理方式生成用于指示交换机 26、 交换机 27以及交换机 28广播该第二 DHCP发现报文的转发规则。

( 5 )控制器 1 根据预设的转发规则修改消息发送步骤（4 ) 中生成的转 发规则至交换机 26、 交换机 27以及交换机 28, 以使得交换机 26、 交换机 27 以及交换机 28按照该转发规则转发该第二 DHCP发现报文。

( 6 )与交换机 27连接的 DHCP服务器 30接收到该第二 DHCP发现报文 后， 返回对应于第二 DHCP发现报文的 DHCP提供报文至交换机 27, 交换机 27查询交换机 27的转发流表是否包括该 DHCP提供报文的转发规则， 若未 查询到该 DHCP提供报文的转发规则，交换机 27则将 DHCP提供报文承载于 包输入消息之上上报至控制器 1。

( 7 )控制器 1根据上述接收到的携带有该 DHCP提供报文的包输入消息 获取 DHCP服务器 30的 IP地址、 DHCP服务器 30的 MAC地址， 以及交换 机 27的用于与 DHCP服务器 30通信的端口等信息，以生成用于指示从 DHCP 服务器 30至 DHCP客户端 40 的网络路径的转发规则 （假设该网络路径为 DHCP服务器 30—交换机 27—交换机 26— DHCP客户端 40 ) 。

( 8 )控制器 1 发送步骤（7 ) 中生成的转发规则至网络路径中的交换机 26和交换机 27 ,以使得交换机 26和交换机 27按照该转发规则转发来自 DHCP 服务器 30的该 DHCP提供报文， 从而使得 DHCP客户端 40获取 DHCP客户 端 40的 IP地址。

需要说明的是，上述 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地址的完整过 程为： DHCP客户端广播第二 DHCP发现报文， 网络中的 DHCP服务器接收 到第二 DHCP发现报文后， 返回对应于第二 DHCP发现报文的 DHCP提供报 文至 DHCP客户端， DHCP客户端接收到 DHCP提供报文后，再次广播 DHCP 请求报文， DHCP服务器接收到 DHCP请求报文后再返回对应于 DHCP请求 报文的 DHCP确认报文至 DHCP客户端， 至此， DHCP客户端获取到 DHCP 客户端的 IP地址。

可以理解的是， DHCP客户端发送第二 DHCP发现报文和 DHCP请求报 文的过程基本是相同的；相应的， DHCP服务器发送 DHCP提供报文和 DHCP 确认报文的过程也是基本相同的， 此处不再赘述。

本发明实施例提供的一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法应用于另外一 种通信系统中， 即 DHCP客户端需获取 DHCP客户端的 IP地址时， 若该系统 包括多个 DHCP服务器，控制器则将获取网络中所有 DHCP服务器的 IP地址， 所有 DHCP服务器的 MAC地址， 以及交换机的用于与 DHCP服务器通信的 端口等信息。 一旦 DHCP客户端需获取 DHCP客户端的 IP地址， 控制器则可 根据预设规则， 如将网络中的 DHCP客户端分别分配给不同的 DHCP服务器 (即将与一台交换机连接的 DHCP客户端分配给该 DHCP服务器， 将与另一 台交换机连接的 DHCP客户端分配给另一台 DHCP服务器等） ， 将 DHCP客 户端获取 DHCP客户端的 IP地址时发送的第二 DHCP发现报文发送至分配好 的 DHCP服务器， 从而使得 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地址。

可以理解的是， 上述网络中包括多台 DHCP服务器的系统， 提高了网络 中 DHCP服务器部署的灵活性。

本发明实施例提供一种通信系统， 由于控制器周期性的获取 DHCP服务 器的 IP地址， DHCP服务器的 MAC地址， 以及交换机的用于与 DHCP服务 器通信的端口等信息， 因此， 若有 DHCP客户端需获取 DHCP客户端的 IP地 址， 控制器则根据 DHCP服务器的 IP地址， DHCP服务器的 MAC地址， 以 及交换机的用于与 DHCP 服务器通信的端口等信息生成用于指示交换机至 DHCP服务器的网络路径的转发规则， 即 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地址的网络路径，以使得 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地址，避免 了现有技术中控制器以广播形式辅助 DHCP客户端获取 DHCP客户端的 IP地 址， 或控制器需手动预先配置 DHCP服务器的地址等信息的问题， 节省了网 络带宽， 提高了网络效率， 以及方便了人们维护。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到， 为描述的方便和筒洁， 上述描 述的系统、 装置和单元的具体工作过程， 可以参考前述方法实施例中的对应 过程， 在此不再赘述。

本发明方案可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描 述， 例如程序单元。 一般地， 程序单元包括执行特定任务或实现特定抽象数 据类型的例程、 程序、 对象、 组件、 数据结构等等。 也可以在分布式计算环 境中实践本发明方案， 在这些分布式计算环境中， 由通过通信网络而被连接 的远程处理设备来执行任务。 在分布式计算环境中， 程序单元可以位于包括 存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述， 各个实施例之间相同 相似的部分互相参见即可， 每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同 之处。 尤其， 对于装置实施例而言， 由于其基本相似于方法实施例， 所以描 述得比较筒单， 相关之处参见方法实施例的部分说明即可。 以上所描述的装 置实施例仅仅是示意性的， 其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也 可以不是物理上分开的， 作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单 元， 即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元上。 可以根据实 际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。 本领域 普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下， 即可以理解并实施。

本领域普通技术人员可以意识到， 结合本文中所公开的实施例描述的各 示例的单元及算法步骤， 能够以电子硬件、 或者计算机软件和电子硬件的结 合来实现。 这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行， 取决于技术方案的特 定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方 法来实现所描述的功能， 但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的系统、 装置和 方法， 可以通过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置实施例仅仅是示 意性的， 例如， 所述单元的划分， 仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可 以有另外的划分方式， 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个 系统， 或一些特征可以忽略， 或不执行。 另一点， 所显示或讨论的相互之间 的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口， 装置或单元的间接耦合 或通信连接， 可以是电性， 机械或其它的形式。 为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元， 即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元上。 可以根据实际的需要选择其中的部分或 者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可以是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个单 元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用 时， 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。 基于这样的理解， 本发明的 技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可 以以软件产品的形式体现出来， 该计算机软件产品存储在一个存储介质中， 包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机， 服务器， 或者 网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。 而前述的 存储介质包括： U盘、 移动硬盘、 只读存储器（ROM, Read-Only Memory ) 、 随机存取存储器 ( RAM, Random Access Memory ) 、 磁碟或者光盘等各种可 以存储程序代码的介质。

通过以上的实施方式的描述， 所属领域的技术人员可以清楚地了解到本 发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现， 通用硬件包括通用集成电 路、 通用 CPU、 通用存储器、 通用元器件等， 当然也可以通过专用硬件包括 专用集成电路、 专用 CPU、 专用存储器、 专用元器件等来实现， 但很多情况 下前者是更佳的实施方式。 基于这样的理解， 本发明的技术方案本质上或者 说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来， 该计算机软 件产品存储在可读取的存储介质中， 如计算机的软盘， 硬盘或光盘等， 包括 若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机， 服务器， 或者网络 设备等）执行本发明各个实施例的方法。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 可轻易 想到变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护 范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

权利要求 书

1、 一种动态主机配置协议 DHCP客户端获取因特网协议 IP地址的方法， 其特征在于， 包括：

控制器生成第一 DHCP发现报文；

所述控制器发送所述第一 DHCP发现报文至交换机， 以使所述交换机将所 述第一 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器， 进而使所述 DHCP服务器生成与 所述第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文后， 所述 DHCP服务器将所述 DHCP提供报文发送至所述交换机， 所述 DHCP提供报文包括所述 DHCP服务 器的地址信息；

所述控制器接收所述交换机上报的报文， 所述报文包括所述 DHCP提供报 文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口， 并根据所述 DHCP 提供报文获取所述 DHCP服务器的地址信息；

所述控制器根据所述地址信息以及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP 服务器的转发规则， 使得所述交换机能够根据所述转发规则转发 DHCP客户端 发送的第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器 为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址，所述转发规则用于指示 从所述交换机至所述 DHCP服务器的网络路径， 所述第二 DHCP发现报文为所 述 DHCP客户端需获取所述 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

2、 根据权利要求 1所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 其特征在于， 所述控制器根据所述地址信息以及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP服务 器的转发规则， 使得所述交换机能够根据所述转发规则转发 DHCP客户端发送 的第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器为所 述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址包括：

所述控制器接收所述交换机上报的所述第二 DHCP发现报文；

所述控制器根据所述 DHCP服务器的地址信息及所述端口， 生成所述转发 规则；

所述控制器发送所述转发规则至所述交换机， 以使所述交换机根据所述转 发规则， 转发所述第二 DHCP 发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址。

3、 根据权利要求 1所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 其特征在于， 所述控制器周期性地顺序执行权利要求 1所述的步骤。

4、根据权利要求 1-3任一项所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法，其特 征在于， 所述控制器及所述交换机为 openflow网络中的控制器及交换机。

5、 根据权利要求 4所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 其特征在于， 所述控制器发送所述第一 DHCP发现报文至交换机， 以使所述交换机将所述第 一 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器具体包括：

所述控制器发送携带有所述第一 DHCP发现报文的包输出消息 packet— out 至所述交换机， 以使所述交换机根据所述包输出消息， 将所述第一 DHCP发现 报文转发至所述 DHCP服务器， 所述包输出消息用于指示转发所述第一 DHCP 发现报文至所述 DHCP服务器。

6、 根据权利要求 4所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 其特征在于， 所述控制器接收所述交换机上报的报文， 所述上报的报文包括所述 DHCP提供 报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口具体包括：

所述控制器接收所述交换机上报的包输入消息 packet— in, 所述包输入消息 包括 openflow消息头和净荷， 其中， 所述 openflow消息头包括所述端口， 所述 净荷包括所述 DHCP提供报文。

7、根据权利要求 1-6任一项所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法，其特 征在于，所述 DHCP服务器的地址信息包括所述 DHCP服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的介质访问控制层 MAC地址。

8、根据权利要求 1-7任一项所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法，其特 征在于， 所述控制器根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服务器的地址信 息具体包括：

所述控制器根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服务器的 IP地址和所 述 DHCP服务器的 MAC地址。

9、 一种 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 其特征在于， 包括：

交换机接收来自控制器的第一 DHCP发现报文， 所述第一 DHCP发现报文 为所述控制器生成的；

所述交换机转发所述第一 DHCP发现报文至 DHCP服务器，以使所述 DHCP 服务器生成与所述第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文， 所述 DHCP提 供报文包括所述 DHCP服务器的地址信息；

所述交换机接收来自所述 DHCP服务器的所述 DHCP提供报文；

所述交换机上报报文至所述控制器， 所述报文包括所述 DHCP提供报文以 及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口， 以使所述控制器根据所 述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服务器的地址信息， 并根据所述地址信息以 及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP服务器的转发规则， 所述转发规则用 于指示从所述交换机至所述 DHCP服务器的网络路径；

所述交换机根据所述转发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报 文至所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配 所述 DHCP客户端的 IP地址，所述第二 DHCP发现报文为所述 DHCP客户端需 获取所述 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

10、根据权利要求 9所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法，其特征在于， 所述交换机根据所述转发规则转发 DHCP客户端发送的第二 DHCP发现报文至 所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址包括：

所述交换机接收来自所述 DHCP客户端的所述第二 DHCP发现报文； 所述交换机上报所述第二 DHCP发现报文至所述控制器， 以使所述控制器 根据所述 DHCP服务器的地址信息及所述端口， 生成所述转发规则；

所述交换机接收来自所述控制器的所述转发规则， 并根据所述转发规则， 转发所述第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 以使得所述 DHCP服务器 为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址。

11、 根据权利要求 9或 10所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 其特 征在于， 所述控制器及所述交换机为 openflow网络中的控制器及交换机。

12、 根据权利要求 11所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 其特征在 于， 所述交换机接收来自控制器的第一 DHCP发现报文； 所述交换机转发所述 第一 DHCP发现报文至 DHCP服务器具体包括：

所述交换机接收来自所述控制器的携带有所述第一 DHCP发现报文的包输 出消息， 所述包输出消息用于指示转发所述第一 DHCP发现报文至所述 DHCP 服务器；

所述交换机根据所述包输出消息， 将所述第一 DHCP发现 ·^艮文转发至所述 DHCP服务器。

13、 根据权利要求 11所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法， 其特征在 于， 所述交换机上报报文至所述控制器， 所述上报的报文包括所述 DHCP提供 报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口具体包括：

所述交换机上报包输入消息至所述控制器， 所述包输入消息包括 openflow 消息头和净荷， 其中， 所述 openflow消息头包括所述端口， 所述净荷包括所述 DHCP提供报文。

14、根据权利要求 9-13任一项所述的 DHCP客户端获取 IP地址的方法，其 特征在于，所述 DHCP服务器的地址信息包括所述 DHCP服务器的 IP地址和所 述 DHCP服务器的 MAC地址。

15、 一种控制器， 其特征在于， 包括：

第一处理单元， 用于生成第一 DHCP发现报文；

第一发送单元， 用于发送所述第一 DHCP发现报文至交换机， 以使所述交 换机将所述第一 DHCP发现报文转发至 DHCP服务器， 进而使所述 DHCP服务 器生成与所述第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文后， 所述 DHCP服务 器将所述 DHCP提供报文发送至所述交换机， 所述 DHCP提供报文包括所述 DHCP服务器的地址信息；

第一接收单元，用于接收所述交换机上报的报文，所述报文包括所述 DHCP 提供报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口； 器的地址信息，并根据所述地址信息以及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP 服务器的转发规则， 使得所述交换机能够根据所述转发规则转发 DHCP客户端 发送的第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器 为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址，所述转发规则用于指示 从所述交换机至所述 DHCP服务器的网络路径， 所述第二 DHCP发现报文为所 述 DHCP客户端需获取所述 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

16、 根据权利要求 15所述的控制器， 其特征在于，

所述第一接收单元， 还用于接收所述交换机上报的所述第二 DHCP发现报 文；

所述第一处理单元，还用于根据所述 DHCP服务器的地址信息及所述端口 , 生成所述转发规则；

所述第一发送单元， 还用于发送所述转发规则至所述交换机， 以使所述交 换机根据所述转发规则， 转发所述第二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP 地址。

17、 根据权利要求 15或 16所述的控制器， 其特征在于， 所述控制器及所 述交换机为 openflow网络中的控制器及交换机。

18、 根据权利要求 17所述的控制器， 其特征在于，

所述第一发送单元， 具体用于发送携带有所述第一 DHCP发现报文的包输 出消息至所述交换机， 以使所述交换机根据所述包输出消息，将所述第一 DHCP 发现报文转发至所述 DHCP 服务器， 所述包输出消息用于指示转发所述第一 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器。

19、 根据权利要求 17所述的控制器， 其特征在于，

所述第一接收单元， 具体用于接收所述交换机上报的包输入消息， 所述包 输入消息包括 openflow消息头和净荷， 其中， 所述 openflow消息头包括所述端 口， 所述净荷包括所述 DHCP提供报文。

20、 根据权利要求 15-19任一项所述的控制器， 其特征在于， 所述 DHCP 服务器的地址信息包括所述 DHCP服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的 MAC 地址。

21、 根据权利要求 15-20任一项所述的控制器， 其特征在于，

所述第一处理单元， 具体用于根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服 务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的 MAC地址。

22、 一种交换机， 其特征在于， 包括：

第二接收单元， 用于接收来自控制器的第一 DHCP 发现报文， 所述第一 DHCP发现报文为所述控制器生成的；

第二发送单元， 用于转发所述第一 DHCP发现报文至 DHCP服务器， 以使 所述 DHCP服务器生成与所述第一 DHCP发现报文对应的 DHCP提供报文， 所 述 DHCP提供报文包括所述 DHCP服务器的地址信息；

所述第二接收单元， 还用于接收来自所述 DHCP服务器的所述 DHCP提供 报文；

所述第二发送单元， 还用于上报报文至所述控制器， 所述报文包括所述 DHCP提供报文以及所述交换机的用于与所述 DHCP服务器通信的端口， 以使 所述控制器根据所述 DHCP提供报文获取所述 DHCP服务器的地址信息， 并根 据所述地址信息以及所述端口生成所述交换机到所述 DHCP服务器的转发规则 , 所述转发规则用于指示从所述交换机至所述 DHCP服务器的网络路径；

所述第二发送单元， 还用于根据所述转发规则转发 DHCP客户端发送的第 二 DHCP发现报文至所述 DHCP服务器， 进而使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配所述 DHCP客户端的 IP地址，所述第二 DHCP发现报文为所 述 DHCP客户端需获取所述 DHCP客户端的 IP地址时发送的。

23、 根据权利要求 22所述的交换机， 其特征在于，

所述第二接收单元， 还用于接收来自所述 DHCP客户端的所述第二 DHCP 发现报文；

所述第二发送单元， 还用于上报所述第二 DHCP发现报文至所述控制器， 以使所述控制器根据所述 DHCP服务器的地址信息及所述端口， 生成所述转发 规则；

所述第二接收单元， 还用于接收来自所述控制器的所述转发规则； 所述第二发送单元， 还用于根据所述转发规则， 转发所述第二 DHCP发现 报文至所述 DHCP服务器， 以使得所述 DHCP服务器为所述 DHCP客户端分配 所述 DHCP客户端的 IP地址。

24、 根据权利要求 22或 23所述的交换机， 其特征在于， 所述控制器及所 述交换机为 openflow网络中的控制器及交换机。

25、 根据权利要求 24所述的交换机， 其特征在于，

所述第二接收单元，具体用于接收来自所述控制器的携带有所述第一 DHCP 发现报文的包输出消息， 所述包输出消息用于指示转发所述第一 DHCP发现报 文至所述 DHCP服务器；

所述第二发送单元， 具体用于根据所述包输出消息， 将所述第一 DHCP发 现报文转发至所述 DHCP服务器。

26、 根据权利要求 24所述的交换机， 其特征在于，

所述第二发送单元， 具体用于上报包输入消息至所述控制器， 所述包输入 消息包括 openflow消息头和净荷， 其中， 所述 openflow消息头包括所述端口， 所述净荷包括所述 DHCP提供报文。

27、 根据权利要求 22-26任一项所述的交换机， 其特征在于， 所述 DHCP 服务器的地址信息包括所述 DHCP服务器的 IP地址和所述 DHCP服务器的 MAC 地址。