专利名称：一种ip地址分配的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种IP地址分配的方法和设备。
背景技术：
随着信息技术的发展，信息的存储和传播量越来越大，种类和形式越 来越丰富，传统图书馆的机制显然不能满足这些需要。因此，现有技术中 提出了数字图书馆的技术。数字图书馆是一个电子化信息的仓储，能够存 储大量各种形式的信息，用户可以通过网络方便地访问它以获得这些信息。 数字图书馆最大的好处是资源远程共享，其信息存储和用户访问不受地域 限制。
由于本地信息有限，数字图书馆最重要的功能就是提供互联网上的资 料检索和查阅，最合适的方式就是将资料统一集中到一个大型数据中心。 几个高速互联的电子阅览室可以连接这个数据中心来获取共享资料，实现
异:l也即时调阅。
数字图书馆一般通过VPN ( Virtual Private Network,虚拟局域网)隧 道或是专线接入到数据中心，如图l所示。数字图书馆主要分为公众浏览 室和办7>两项业务，i也址统 一 由DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)服务器分配。DHCP解决了因终端位置变化 (如便携机或无线网络)和计算机数量超过可分配的IP地址而不能获取IP 地址等问题。DHCP可使计算机仅用一个消息就获取它所需要的所有配置 信息。
现有技术中存在的问题在于，首先，由于数据中心公众资料服务器的 资源有限，在数字图书馆的应用环境中，不允许个别终端长时间的占用公 众资料服务器资源。所以，在公众资料服务器前端采用防火墙策略。当某 一个IP地址(对应某一个终端)连续访问服务器的时间超过一个阀值时，则认为该IP地址对应的终端正在恶意下载，占用公众资源。则防火墙会中 断该;也址的i方问。
前使用过的地址。当浏览室终端被频繁使用时，会导致DHCP服务器地址 池内一部分地址长期、高频率的净皮分配，而另一部分地址4艮少净皮分配。乂> 众服务器前端的防火墙会错误的判断这些长期、高频率被分配的地址为长 期在线、恶意下载的终端地址，从而导致正常终端可能^皮防火墙强行中断 业务。
发明内容
本发明提供一种IP地址分配的方法和设备，用于完善数字图书馆环境中 IPi也址分配的方法。
本发提供一种IP地址分配的方法，包括
DHCP服务器接收DHCP请求，获取所述DHCP请求中的扩展字段；
所述DHCP服务器根据所述地址时间均部标志，按照使用时间均衡原则 分配IPi也址。
其中，所述DHCP服务器接收DHCP请求前，还包括 出口网关接收到用户终端发送的DHCP请求；
所述出口网关根据所述用户终端的配置，在所述DHCP请求中添加扩展 字段，在所述扩展字段中标记地址时间均部标志；
所述出口网关将所述添加扩展字段的DHCP请求向所述DHCP服务器发送。
其中，所述DHCP服务器才艮据所述地址时间均部标志，按照使用时间均 衡原则分配IP地址包括
所述DHCP服务器维护一地址池；
为所述地址池内每一个IP地址分配一个时间标签；所述时间标签具体为 IP地址从上一次清零后到目前为止被分配使用的时间长度总和；选择具有最小时间标签的IP地址进行分配。
其中，所述具有最小时间标签的IP地址为多个时，选择具有最小地址的 IP地址进4于分配。
其中，还包括定时或根据需要随时将所述时间标签清零。 包括
所述DHCP服务器在用户终端释放所述IP地址时，将所述IP地址按照 更新后的时间标签重新插入到地址池中。
其中，所述扩展字段具体为Option 82字段。
包括
用户终端使用所述IP地址访问公众资料服务器； 所述公众资料服务器前端的防火墙监控访问终端IP地址； 所述终端IP地址不属于长期在线的地址，允许终端访问公共资料服务器； 本发明还提供一种DHCP服务器，包括
扩展字段获取单元，用于获取接收到的DHCP请求中的扩展字段； 地址时间均部标志获耳又单元，用于获取所述扩展字段中的地址时间均部
标志5
IP地址分配单元，用于才艮据所述地址时间均部标志，按照-使用时间均衡 原则分配IPi也址。
其中，所述IP地址分配单元包括 地址池维护子单元，用于维护一地址池；
时间标签分配子单元，用于为所述地址池内每一个IP地址分配一个时间 标签；所述时间标签具体为IP地址从上一次清零后到目前为止^皮分配使用的 时间长度总和；
IP地址选择子单元，用于根据所述选择时间标签分配子单元分配的时间 标签，选择具有最小时间标签的IP地址进行分配。
其中，所述IP地址选择子单元在所述具有最小时间标签的IP地址为多个时，选择具有最小地址的IP地址进行分配。
其中，所述IP地址分配单元还包括时间标签清零子单元，用于定时或 根据需要随时将所述时间标签清零。 其中，还包括
IP地址回收单元，用于在用户终端释方丈所述IP地址时，将所述IP地址 ^接照更新后的时间标签重新插入到地址池中。 本发明还提供一种网关设备，包括
DHCP请求接收单元，用于接收到用户终端发送的DHCP请求； 扩展字段添加单元，用于根据所述用户终端的配置在所述DHCP请求中
添加扩展字段，在所述扩展字段中标记地址时间均部标志；
DHCP请求发送单元，用于将所述添加扩展字段的DHCP请求向DHCP
服务器发送。
通过使用本发明，DHCP服务器根据地址时间均部标志分配IP地址， 保i正地址池内的地址尽可能地4安照时间长短均匀分配， <吏得办/>终端地址 能够尽量得到固定而阅览室终端地址可不断变化。解决了部分地址因长时 间被分配使用，被防火墙错误判断为长期在线恶意下载而导致访问中断的问题。
图1为现有技术中数字图书馆网络架构示意图2为现有技术中数字图书馆DHCP分配策略导致防火墙错误中断业 务示意图3为本发明中IP地址分配方法的流程图； 图4为本发明应用场景中浏览室终端所处的组网环境示意图； 图5为本发明应用场景中为浏览室终端分配IP地址的流程图； 图6为本发明应用场景中DHCP服务器中地址池的时间均部算法的示 意图7为本发明应用场景中为办公终端分配IP地址的流程图；图8为本发明中DHCP服务器的结构示意图9为本发明中DHCP服务器的另一结构示意图10为本发明中网关设备的结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例，对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明提供一种IP地址分配方法，如图3所示，包括
步骤s301、 DHCP服务器接收DHCP请求，获取该DHCP请求中的扩
展字段。
步骤s302、 DHCP服务器获取该扩展字,爻中的地址时间均部标志。 步骤s303、 DHCP服务器根据该地址时间均部标志，按照使用时间均 衡原则分配IP地址。
具体的，上述步骤中，DHCP服务器接收到的DHCP请求中的扩展字 段由出口网关添加。用户终端通过出口网关接入网络时，首先将DHCP请求 向出口网关发送。出口网关根据该用户终端的配置(如用户终端的MAC地址、 VLANID等)，确定终端的种类是否在DHCP请求中添力。扩展字段。对于需 要访问公众服务资料服务器的用户终端(如数字图书馆中用户使用的浏览室 终端)，出口网关可以在该DHCP请求中添加扩展字段，使得DHCP服务器 能够根据该扩展字段为该用户终端分配使用频率相对较低的IP地址，而对 于不需要访问公众服务资料服务器的用户终端(如数字图书馆中工作人员使 用的办公终端)，出口网关无需对该DHCP请求进行变化，DHCP服务器只 需^l要照通常方法为该用户终端分配IP地址即可。
本发明的一应用场景中，首先以终端为浏览室终端为例，说明本发明 中的IP地址分配方法。浏览室终端所处的组网环境如图4所示，在组网中 包括浏览室终端、出口网关、DHCP服务器、公众资料服务器以及公众资 料服务器前端的防火墙。具体的，如图5所示，该组网环境中的IP地址分 配方法包4舌步骤s501，浏览室终端启动，向出口网关发出DHCP请求。
步骤s502,出口网关在该DHCP请求中添加Option82扩展字l殳，向
对应的DHCP服务器转发。
该步骤中，出口网关启动DHCP Relay,在指定接口监听DHCP请求，
判断该终端为需要访问公众服务资料服务器的终端时，则为该请求添加
Option82扩展字^殳，在扩展字^:中标记地址时间均部标志，然后向对应的
DHCP服务器转发该请求。
步骤s503， DHCP服务器收到请求，分析DHCP请求中的Option82
扩展字段，获取地址时间均部标志。
步骤s504, DHCP服务器按照时间均部算法分配地址并返回响应消息。 步骤s505,出口网关收到服务器的响应消息，并转发给浏览室终端。 步骤s506,浏览室终端获取IP地址后，访问公众资料服务器。 步骤s507,公众资料服务器前端的防火墙监控访问终端的地址，若终
端地址不属于长期在线的地址，则允许终端访问公众资料服务器。
步骤s508,用户终端关机后，DHCP服务器释放IP地址，并按照时间
均部算法将地址重新插入到地址池的合适位置中。
以下对上述步骤s504中所涉及的DHCP服务器时间均部算法进行进一 步的介绍。DHCP服务器时间均部算法的一示意图如图6所示，以下结合 该示意图，对DHCP服务器时间均部算法的流程进行介绍
(1 )为地址池内的每个地址分配时间标签，该标签记录对应的地址乂人 上次系统清零到目前为止净皮分配^f吏用的时间总和。其中，如图6所示地址 及其对应的时间标签以IPm/Tm的形式表示。假设地址池中包括n个IP地 址，可以将地址池内的地址可以按照时间标签Tm的大小升序排列，则该 地址池可以表示为IP1/T1、 IP2/T2、 IP3/T3……IPn/Tn, Tm是IPm的时 间标签,m《n。
(2)分配地址时，选择具有最小时间标签的IP地址进行分配；所述具 有最小时间标签的IP地址为多个时，选择具有最小地址的IP地址进行分配，例如系统清零后则最小的地址具有优先分配权。地址分配后，系统记录 对该地址开始分配的时刻。
(3) 地址释方文后，系统记录当前的时刻，与之前地址开始分配的时刻 相比4交，获取本次该地址^皮分配的时间。将此时间累加到地址的时间标签 中，更新该P地址的时间标签。
(4) IP地址被释放后，根据更新后的时间标签Tm的大小，将该地址 依序插入到地址池序列中。
(5) 时间标签定期清零，可以配置周期，也可以手工强制清零。当系 统清零时，T1=T2=T3……Tn=0。
通过使用该时间均部算法，使得浏览室终端的地址在每次分配过程中 都对不断变化，不会长时间使用同一个地址，因此公众资料服务器前端的 防火墙会放行浏览室终端对公众资料服务器的访问。
本发明的另一应用场景中，为办公终端的上线和下线流程，如图7所 示，具体步骤如下
步骤s701,办公终端启动，发出DHCP请求。
步骤s702,出口网关在该DHCP请求中不添加Option82扩展字段， 直接向对应的DHCP服务器转发。
该步骤中，出口网关启动DHCP Relay,在指定接口监听DHCP请求， 判断该终端为需要访问公众服务资料服务器的终端时，判断不需要为该请求 添加Option82扩展字l爻，直4妄向对应的DHCP H务器转发该请求。
步骤s703, DHCP服务器收到请求，按照现有算法分配地址并返回响 应消息。则办公终端能够得到尽量固定的地址。
步骤s704，办公终端出口网关收到服务器的响应消息，并转发给办公 终端。办公终端获取IP地址后，访问办公服务器。
步骤s705，用户终端关机后，DHCP服务器释放IP地址，并按照现有 算法回收地址。
通过使用本发明提供的上述方法，通过对DHCP服务器和出口网关的配置，保证地址池内的地址尽可能地按照时间长短均匀分配，使得办公终端地 址能够尽量得到固定而阅览室终端地址可不断变化。解决了部分地址长时间 被分配使用，被防火墙错误判断为长期在线、恶意下载，而导致访问中断的 问题。
本发明的还提供一种DHCP服务器，其结构如图8所示，包括 扩展字段获取单元11,用于获取接收到的DHCP请求中的扩展字段。 地址时间均部标志获取单元
12，用于获取扩展字^:获耳又单元11获取
的扩展字段中的地址时间均部标志。
IP地址分配单元13,用于根据地址时间均部标志获耳又单元12获耳又的
地址时间均部标志，纟姿照^吏用时间均tf原则分配IP地址。 另外，如图9所示
DHCP "i务器中的IP地址分配单元13可以具体包括 地址池维护子单元131,用于维护一地址池；
时间标签分配子单元132，用于为所述地址池内每一个IP地址分配一个 时间标签；所述时间标签具体为IP地址从上一次清零后到目前为止纟皮分配佳_ 用的时间长度总和；
IP地址选择子单元133,用于根据所述选择时间标签分配子单元分配的时 间标签，选择具有最小时间标签的IP地址进行分配；所述具有最小时间标签 的IP地址为多个时，选择具有最小地址的IP地址进行分配。
时间标签清零子单元134,用于定时或根据需要随时将所述时间标签分配 子单元132分配的时间标签清零。
该DHCP服务器还包括IP地址回收单元14，用于在用户终端释》文所述 IP地址时，将所述IP地址重新插入到地址池中。
本发明的实施例还提供一种网关设备，其结构如图10所示，包括 DHCP请求接收单元21 ，用于接收到用户终端发送的DHCP请求。 扩展字段添加单元22,用于根据所述用户终端的配置在所述DHCP请求中添加扩展字^a,在所述扩展字段中标记地址时间均部标志.
DHCP请求发送单元23,用于将所述添加扩展字段的DHCP请求向所述 DHCP服务器发送。
通过使用本发明提供的上述设备，通过DHCP服务器地址池时间均部算 法和出口网关侧DHCP Relay的灵活配置，保证地址池内的地址尽可能地按照 时间长短均匀分配，办公终端地址能够尽量得到固定而阅览室终端地址可不 断变化。解决了部分地址长时间被分配使用，被防火墙错误判断为长期在线、 恶意下载，而导致访问中断的问题。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本 发明，可以通过石更件实现，也可以借助软件加必要的通用石更件平台的方式 来实现基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出 来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质中，包括若干指令用以 使得 一 台计算机设备执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，这些改进和润饰也应^L为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种因特网协议IP地址分配的方法，其特征在于，包括DHCP服务器接收DHCP请求，获取所述DHCP请求中的扩展字段；所述DHCP服务器获取所述扩展字段中的地址时间均部标志；所述DHCP服务器根据所述地址时间均部标志，按照使用时间均衡原则分配IP地址。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述DHCP服务器接收DHCP 请求前，还包括出口网关接收到用户终端发送的DHCP请求；所述出口网关根据所述用户终端的配置，在所述DHCP请求中添加扩展 字段，在所述扩展字段中标记地址时间均部标志；所述出口网关将所述添加扩展字段的DHCP请求向所述DHCP服务器发送。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述DHCP服务器根据所述 地址时间均部标志，按照使用时间均衡原则分配IP地址包括所述DHCP服务器维护一地址池；为所述;也址池内每一个IP J也址分配一个时间标签；所述时间标签具体为 IP地址从上一次清零后到目前为止被分配使用的时间长度总和； 选择具有最小时间标签的IP地址进行分配。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述具有最小时间标签的IP 地址为多个时，选择具有最小地址的IP地址进行分配。
5、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括定时或根据需要随 时将所述时间标签清零。
6、 如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述DHCP服务器根据 所述地址时间均部标志分配IP地址后，还包括所述DHCP服务器在用户终端释放所述IP地址时，将所述IP地址按照 更新后的时间标签重新插入到地址池中。
7、 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述扩展字段具体为 Option 82字段。
8、 一种dhcp服务器，其特征在于，包括扩展字段获取单元，用于获取接收到的dhcp请求中的扩展字段； 地址时间均部标志获取单元，用于获取所述扩展字,殳中的地址时间均部 标志5ip地址分配单元，用于才艮据所述地址时间均部标志，按照-使用时间均衡 原则分配ip;也址。
9、 如权利要求8所述的dhcp服务器，其特征在于，所述ip地址分配 单元包括地址池维护子单元，用于维护一地址池；时间标签分配子单元，用于为所述地址池内每一个ip地址分配一个时间 标签；所述时间标签具体为ip地址从上一次清零后到目前为止被分配使用的 时间长度总和；ip地址选择子单元，用于根据所述选择时间标签分配子单元分配的时间 标签，选择具有最小时间标签的ip地址进行分配。
10、 如权利要求9所述的dhcp服务器，其特征在于，所述ip地址选择 子单元在所述具有最小时间标签的ip地址为多个时，选"^具有最小地址的ip 地址进^f于分配
11、 如权利要求9所述的dhcp服务器，其特征在于，所述ip地址分配 单元还包括时间标签清零子单元，用于定时或根据需要随时将所述时间标 签清零。
12、 如权利要求8或9所述的dhcp服务器，其特征在于，还包括ip地址回收单元，用于在用户终端释》文所述ip地址时，将所述ip地址 按照更新后的时间标签重新插入到地址池中。
13、 一种网关设备，其特征在于，包括dhcp请求接收单元，用于接收到用户终端发送的dhcp请求； 扩展字段添加单元，用于根据所述用户终端的配置在所述dhcp请求中 添加扩展字l爻，在所述扩展字段中标记地址时间均部标志；DHCP请求发送单元，用于将所述添加扩展字段的DHCP请求向DHCP服务器发送。
全文摘要
本发明公开了一种因特网协议IP地址分配的方法和设备。该方法包括DHCP服务器接收DHCP请求，获取所述DHCP请求中的扩展字段；所述DHCP服务器获取所述扩展字段中的地址时间均部标志；所述DHCP服务器根据所述地址时间均部标志，按照使用时间均衡原则分配IP地址。通过使用本发明，保证地址池内的地址尽可能地按照时间长短均匀分配，使得办公终端地址能够尽量固定而阅览室终端地址可不断变化。解决了部分地址因长时间被分配使用，被防火墙错误判断为长期在线导致访问中断的问题。
文档编号H04L29/12GK101309305SQ200810127678
公开日2008年11月19日 申请日期2008年7月7日 优先权日2008年7月7日
发明者蔚 李 申请人:杭州华三通信技术有限公司