一种基于动态主机配置协议的ip地址分配方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于动态主机配置协议的网络间互连协议地址分配方法及装置，本发明利用对DHCP客户端指定优先级，在分配IP过程中将优先级信息携带于请求、反馈报文中，使得DHCP服务器能够获知请求IP的客户端的优先级级别，从而在IP资源不够的情况下，将高优先级的客户端优先接入网络，而对于低优先级的客户端则不提供接入。本发明的分配机制使得在网络资源有限的情况下，高优先级客户能够顺利接入网络，从而最大限度的满足了用户的合理使用需求，使有限的网络资源合理分布。
【专利说明】一种基于动态主机配置协议的IP地址分配方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于动态主机配置协议的IP地址分配方法及装置。
【背景技术】
[0002]动态主机配置协议(DynamicHost Configuration Protocol, DHCP)用于让网络上的主机从一个DHCP服务器获得一个可以让其正常通信的IP (Internet Protocol，网络间互连协议)地址及相关配置信息，大致步骤为:
[0003]I)主机发送一个请求IP地址及相关配置信息的广播报文DHCPDiscover ；
[0004]2)DHCP服务器回送一个包含了有效IP地址及相关配置信息(如网关地址，域名服务器地址等)的单播报文DHCPOffer ；
[0005]3)主机选择最先到达的DHCPOfTer对应的那个服务器，向其发送一个
[0006]广播的REQUEST，表示接收IP地址和相关配置信息；
[0007]4)选中的DHCP服务器回送一个确认的单播报文DHCPAck。
[0008]至此，主机能够利用从DHCP服务器获得的IP地址和相关配置信息接入网络，开始进行通信。但是，对于当网络资源有限时，没有足够的IP地址分配给新加入网络的主机，当空闲IP全部分配出去之后，任何主机向服务器请求IP地址都将发生申请失败的问题，对于某些希望优先加入网络的用户来说，目前的分配机制无法满足使用需求。
【发明内容】
[0009]本发明要解决的技术问题是提供一种基于动态主机配置协议的IP地址分配方法及装置，用以解决现有技术中当网络资源有限时主机申请IP失败的问题。
[0010]为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种基于动态主机配置协议的IP地址分配方法，包括:DHCP客户端A通过发送请求消息向所有DHCP服务器请求分配IP地址，所述请求消息中含有DHCP客户端A的优先级信息；当所有DHCP服务器均没有空闲IP地址时，每个DHCP服务器均向DHCP客户端A反馈当前无空闲IP地址消息，每个所述当前无空闲IP地址消息中含有对应的DHCP服务器已分配IP地址中优先级最低的客户端信息；在所有DHCP服务器反馈的优先级最低的客户端中查找得到优先级最低的DHCP客户端B当DHCP客户端A的优先级高于DHCP客户端B的优先级时，向DHCP客户端B分配IP地址的DHCP服务器W回收DHCP客户端B的IP地址，分配给DHCP客户端A使用。
[0011]另一方面，本发明还提供一种基于动态主机配置协议的IP地址分配装置，包括:发送请求模块，用于通过发送请求消息向所有DHCP服务器请求分配IP地址，所述请求消息中含有DHCP客户端A的优先级信息；信息反馈模块，用于当所有DHCP服务器均没有空闲IP地址时，每个DHCP服务器均向DHCP客户端A反馈当前无空闲IP地址消息，每个所述当前无空闲IP地址消息中含有对应的DHCP服务器已分配IP地址中优先级最低的客户端信息；IP再分配模块，用于在所有DHCP服务器反馈的优先级最低的客户端中查找得到优先级最低的DHCP客户端B，当DHCP客户端A的优先级高于DHCP客户端B的优先级时，向DHCP客户端B分配IP地址的DHCP服务器W回收DHCP客户端B的IP地址，分配给DHCP客户端A使用。
[0012]本发明有益效果如下:
[0013]本发明揭示了一种基于DHCP的IP地址分配方法和装置，其在DHCP客户端请求分配IP地址之前，执行客户端优先级指定步骤，在向DHCP服务器请求分配IP的过程中，携带各客户端的优先级信息，使得能够在网络地址资源不够分配时，使新加入的优先级高的客户主机抢占优先级低的客户主机的IP地址，确保高优先级客户顺利接入网络，这种网络资源分配机制能够最大限度的满足用户的合理使用需求，使有限的网络资源合理分布。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明实施例中基于DHCP分配IP地址的组网示意图。
[0015]图2是本发明实施例中基于DHCP的IP地址分配策略流程图。
[0016]图3是本发明实施例中基于DHCP的IP地址分配成功流程图。
[0017]图4是本发明实施例中基于DHCP的IP地址分配装置示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了解决现有技术中网络资源有限时新加入客户端申请IP失败的问题，本发明提供了一种基于DHCP的IP地址分配方法及装置，图1为本发明实施例中的基于DHCP分配IP地址的组网示意图，在IP地址已全部分配出去的情况下，利用本发明能够实现对某些新入网的客户端成功分配IP，图1中的实线为新入网的客户端向DHCP服务器请求IP，虚线为DHCP服务器成功为该客户端分配了 IP。
[0019]以下结合附图以及实施例，对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
[0020]本发明提供一种基于DHCP的IP地址分配方法，图2为分配策略的流程图，利用该分配策略，在网络地址有限时可使优先级高的用户终端成功接入网络，具体步骤如下。
[0021]1、对DHCP客户端指定优先级，并将优先级信息标记到对应的客户端；例如可将优先级信息标记到客户端主机名称中，如图1下方所示，对优先级为n的客户端，可将其主机名称记为DHCP-CLIENT-n，对优先级为k的客户端，其主机名称记为DHCP-CLIENT_k，等等，转2 ;
[0022]2、客户端DHCP-CLIENT-n请求分配IP地址，其向网络中的所有DHCP_SERVER(DHCP服务器)发送IP请求广播消息(DHCP-DISC0VER)，在IP请求广播消息中携带客户端的优先级信息；发送IP请求广播消息的同时启动定时器。其中，关于在DHCP-DISC0VER广播消息中携带客户端优先级信息，可通过在DHCP-DISCOVER广播消息中的Options字段实现，向Options 字段中添加 0ptionl2 字段，在 DHCP 协议中，0ptionl2 字段是 Host Name Option字段，由于之前已将客户端主机名称标记为DHCP-CLIENT-n，故此时0ptionl2字段带有客户端的优先级信息n，转3 ;
[0023]3、网络中的DHCP-SERVER接收到DHCP-DISC0VER广播消息后，查找空闲的IP地址，若找到，转4;若没有找到，转6;[0024]4,DHCP-SERVER将找到的IP地址及其相关配置信息通过DHCP-0FFER消息发送给客户端，转5 ;
[0025]5、客户端DHCP-CLIENT-n收到DHCP-0FFER消息，取消定时器，转11 ;
[0026]6、DHCP-SERVER 向客户端 DHCP-CLIENT-n 发送 DHCP-NAC 消息，其中，在 DHCP-NAC消息中的Options字段中含有0ptionl2字段，该0ptionl2字段携带有该DHCP服务器到目前为止已分配IP的优先级最低的客户端的优先级信息，转7 ；
[0027]7、客户端DHCP-CLIENT-n在定时器时间到后，从接收到的所有DHCP-NAC消息中获取优先级最低的客户端DHCP-CLIENT-m，与自身的优先级进行比较，如果DHCP-CLIENT-n的优先级高于DHCP-CLIENT-m，转8 ;反之，转9 ；
[0028]8、将DHCP-CLIENT-m的IP地址回收，分配给DHCP_CLIENT_n使用，具体流程如图3所示:
[0029]a)客户端DHCP-CLIENT-n以单播方式向服务器DHCP_SERVER-m发送DHCP-DISCOVER消息，其中，服务器DHCP-SERVER-m是为客户端DHCP-CLIENT-m分配IP地址的DHCP服务器，转b)；
[0030]b) DHCP-SERVER-m 接收到 DHCP_CLIENT_n 发送的 DHCP-DISC0VER 消息后，判断是单播消息还是广播消息，如果是单播消息，转c);如果是广播消息，转2 ；
[0031 ] c) DHCP-SERVER-m 向 DHCP-CLIENT-m 发送 DHCP-ACK 消息，其中含有 0ption51 字段，在DHCP协议中，0ption51字段携带IP地址租期信息，通过修改DHCP-CLIENT-m的租期回收其IP地址，DHCP-CLIENT-m返回DHCP-RELEASE消息，该IP地址空闲，其中对DHCP-CLIENT-m的后续处理与DHCP协议中IP租期到期后的处理相同；DHCP-SERVER-m回收IP地址后，向DHCP-CLIENT-n发送DHCP-0FFER消息，把该IP地址分配给DHCP-CLIENT_n，转9 ;
[0032]9、分配IP地址流程结束。
[0033]分配IP地址流程结束后，后续只要按照DHCP协议的常规流程处理即可，如果DHCP-CLIENT-n成功获得了 IP地址，则利用IP地址和相关配置信息接入网络开始通信；如果DHCP-CLIENT-n自身优先级过低，则表明无法获得IP地址，申请失败。
[0034]为了解决现有技术中当网络资源有限时主机申请IP失败的问题，本发明还提供了一种基于DHCP的IP地址分配装置，如图4所示，包括:发送请求模块101，用于通过发送请求消息向所有DHCP服务器请求分配IP地址，所述请求消息中含有DHCP客户端A的优先级信息；信息反馈模块102，用于当所有DHCP服务器均没有空闲IP地址时，每个DHCP服务器均向DHCP客户端A反馈当前无空闲IP地址消息，每个所述当前无空闲IP地址消息中含有对应的DHCP服务器已分配IP地址中优先级最低的客户端信息；IP再分配模块103，用于在所有DHCP服务器反馈的优先级最低的客户端中查找得到优先级最低的DHCP客户端B，当DHCP客户端A的优先级高于DHCP客户端B的优先级时，向DHCP客户端B分配IP地址的DHCP服务器W回收DHCP客户端B的IP地址，分配给DHCP客户端A使用。
[0035]上述实施例满足但不限于以下约束条件:
[0036]UDHCP服务器采用的IP地址分配方式为随机分配；
[0037]2、DHCP客户端请求分配IP地址之前，需进行客户端优先级指定环节；
[0038]3、无空闲IP时，DHCP服务器需向客户端发送DHCP-NAC消息。[0039]4、DHCP-DISCOVER消息和DHCP-NAC消息中需携带0ptionl2字段，该字段包含客户端的优先级信息。
[0040]利用本发明提供的技术方案，能够在网络资源有限的情况下，使优先级高的用户始终可以顺利接入，而对于优先级低的用户则无法接入，最大限度地保证了网络资源的合理分配利用。
[0041]尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。
【权利要求】
1.一种基于动态主机配置协议的IP地址分配方法，其特征在于，包括: 动态主机配置协议DHCP客户端A通过发送请求消息向所有DHCP服务器请求分配IP地址,其中,所述请求消息中含有DHCP客户端A的优先级信息； 当所有DHCP服务器均没有空闲IP地址时，每个DHCP服务器均向DHCP客户端A反馈当前无空闲IP地址消息，其中，每个所述当前无空闲IP地址消息中含有对应的DHCP服务器已分配IP地址中优先级最低的客户端信息； 在所有DHCP服务器反馈的优先级最低的客户端中查找得到优先级最低的DHCP客户端B，当DHCP客户端A的优先级高于DHCP客户端B的优先级时，向DHCP客户端B分配IP地址的DHCP服务器W回收DHCP客户端B的IP地址，分配给DHCP客户端A使用。
2.如权利要求1所述的基于动态主机配置协议的IP地址分配方法，其特征在于，所述优先级信息以后缀形式附加在对应的客户端主机名称里。
3.如权利要求2所述的基于动态主机配置协议的IP地址分配方法，其特征在于，所述请求消息和所述当前无空闲IP地址消息通过Optionl2字段传递DHCP客户端的优先级信肩、O
4.如权利要求1所述的基于动态主机配置协议的IP地址分配方法，其特征在于，所述DHCP客户端A通过以单播方式向所述DHCP服务器W发送新的请求消息，以请求所述DHCP服务器W分配IP地址。
5.如权利要求1所述的基于动态主机配置协议的IP地址分配方法，其特征在于，当所述DHCP客户端A的优先级低于DHCP客户端B的优先级，DHCP客户端A的请求分配IP地址失败。
6.一种基于动态主机配置协议的IP地址分配装置，其特征在于，包括: 发送请求模块，用于通过发送请求消息向所有动态主机配置协议DHCP服务器请求分配IP地址，其中，所述请求消息中含有DHCP客户端A的优先级信息； 信息反馈模块，用于当所有DHCP服务器均没有空闲IP地址时，每个DHCP服务器均向DHCP客户端A反馈当前无空闲IP地址消息，其中，每个所述当前无空闲IP地址消息中含有对应的DHCP服务器已分配IP地址中优先级最低的客户端信息； IP再分配模块，用于在所有DHCP服务器反馈的优先级最低的客户端中查找得到优先级最低的DHCP客户端B，当DHCP客户端A的优先级高于DHCP客户端B的优先级时，向DHCP客户端B分配IP地址的DHCP服务器W回收DHCP客户端B的IP地址，分配给DHCP客户端A使用。
7.如权利要求6所述的基于动态主机配置协议的IP地址分配装置，其特征在于，发送请求模将所述优先级信息以后缀形式附加在对应的客户端主机名称里。
8.如权利要求7所述的基于动态主机配置协议的IP地址分配装置，其特征在于，所述请求消息和所述当前无空闲IP地址消息通过Optionl2字段传递DHCP客户端的优先级信肩、O
9.如权利要求6所述的基于动态主机配置协议的IP地址分配装置，其特征在于，发送请求模将所述DHCP客户端A通过以单播方式向所述DHCP服务器W发送新的请求消息，以请求所述DHCP服务器W分配IP地址。
10.如权利要求6所述的基于动态主机配置协议的IP地址分配装置，其特征在于，当所.述DHCP客户端A的优先级低于DHCP客户端B的优先级，DHCP客户端A的请求分配IP地址失败。
【文档编号】H04L29/12GK103581345SQ201210250646
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月19日 优先权日:2012年7月19日
【发明者】廖明 申请人:中兴通讯股份有限公司