CN107707689B - 一种dhcp报文处理方法、dhcp服务器及网关设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及动态主机配置协议技术,其公开了一种DHCP报文处理方法、DHCP服务器及网关设备,解决传统技术中的处理方案存在的有使用限制,不具备通用性的问题,让DHCP客户端使用原有的租约信息继续使用网络,防止发生业务中断。该方法包括以下步骤:DHCP服务器IP地址发生变化时,更新DHCP地址池信息,并记录原有的DHCP地址池信息和原有租约列表;DHCP服务器检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,若有DHCP客户端在线,则创建代理,由代理接收原有租约列表中的DHCP客户端的DHCP报文并进行处理,若无DHCP客户端在线,则清除原有租约列表和原有的DHCP地址池信息。
Description
技术领域
本发明涉及动态主机配置协议(DHCP)技术,尤其涉及一种DHCP报文处理方法、DHCP服务器及网关设备。
背景技术
随着网络的不断发展,越来越多的终端需要接入互联网。当网络规模达到一定程度后,变得难以管理。特别是在手工分配IP地址的网络中,最常见的问题就是IP地址冲突和IP地址管理,处理这样的问题的一个解决方法就是使用DHCP协议为客户端动态分配IP地址。
DHCP协议采用客户端(Client)/服务器(Server)方式工作,DHCP Server负责IP地址的分配和管理,DHCP Client为需要分配IP地址的设备(如PC、手机、平板电脑或其它设备)。在DHCP过程中,DHCP Client动态的向DHCP Server请求网络配置信息,DHCP Server根据配置策略向DHCP Client返回相应的配置信息。其中,DHCP Server返回给DHCP Client的配置信息称为租约,包括分配的IP地址、网关IP地址、使用该地址的时间和域名服务器(DNS,Domain Name Server)地址等信息。DHCP Client收到DHCP Server返回的租约信息后,配置其IP地址、网关地址以及DNS信息,即可进行网络访问。
当DHCP Server主机地址(IP地址)发生变化时,由于DHCP Server不会主动通知DHCP Client,让其感知到网络配置信息发生了变化,因而,DHCP Client不会更新网络配置信息,如果仍然使用原来租约中的IP地址、网关地址、DNS信息访问网络,导致DHCP Client无法访问网络,不能够正常开展业务。
目前对于DHCP Server主机地址发生变化的处理方案有两种:
1、DHCP Server端强制断开和DHCP Client间的物理通信链路,一段时间后恢复(例如断开WiFi连接或以太连接10秒钟),当DHCP Client端检测到物理链路状态发生变化后,触发IP地址更新。该处理方案通过切换物理链路的链路状态来实现,要求DHCP Client与DHCP Server直接连接,不能跨越其它的二层网络设备,可操作性差,网络恢复时间长。
2、修改DHCP协议报文,使用非公共的option选项字段。当DHCP主机地址发生变化后,DHCP Server通过DHCP报文主动通知DHCP Client。DHCP主动发送的DHCP报文中带有非公共且当前未使用的option选项字段的内容,不同的option内容表示不同的通知,如重新申请IP地址、释放IP地址。该方案使用了DHCP协议的非公共option选项字段,需要同时修改DHCP Server和Client端实现,只适用于DHCP Server和DHCP Client都是同一厂商的设备,不具备通用性,同时由于对DHCP协议的非公共option选项字段无明确的协议规定,其它厂商可能会使用相同的option字段,会存在实现不一致导致的协议兼容性问题。
综上,传统技术中的DHCP Server主机地址发生变化的处理方案均存在一些使用限制,不具备通用性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提出一种DHCP报文处理方法、DHCP服务器及网关设备,解决传统技术中的处理方案存在的有使用限制,不具备通用性的问题,让DHCP客户端使用原有的租约信息继续使用网络,防止发生业务中断。
一方面,本发明实施例提出一种DHCP报文处理方法,其包括以下步骤:
DHCP服务器的IP地址发生变化时,DHCP服务器更新DHCP地址池信息,并记录原有的DHCP地址池信息和原有租约列表;
DHCP服务器检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,若无DHCP客户端在线,则清除原有租约列表和原有的DHCP地址池信息,若有DHCP客户端在线,DHCP服务器创建代理,代理接收原有租约列表中的DHCP客户端的DHCP报文并进行处理。
作为进一步优化,所述DHCP服务器检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,具体包括:
以DHCP服务器的原有IP地址和MAC地址作为ARP请求报文中的发送方地址信息,使用原有租约列表中的IP地址和MAC地址作为目标地址信息构造ARP(地址解析协议)请求报文,将所述ARP请求报文以单播方式发送给对应的DHCP客户端;
当DHCP服务器收到DHCP客户端的ARP响应报文后,检查ARP响应报文中发送方IP地址和MAC地址信息是否与原有租约列表中的表项匹配,若匹配,则判定该DHCP客户端在线,否则,判定该DHCP客户端离线,从原有租约列表中删除对应的表项。
作为进一步优化,所述DHCP服务器创建代理,具体包括:DHCP服务器创建代理后,所述代理创建一个虚拟网络接口,并将虚拟网络接口与DHCP服务器所使用的物理网络接口进行绑定,该虚拟网络接口使用DHCP服务器的原有IP地址,并与物理网络接口保持相同的业务配置。
作为进一步优化,所述代理接收原有租约列表中的DHCP客户端的DHCP报文并进行处理,具体包括:
代理从虚拟网络接口接收原有租约列表中的DHCP客户端发送的DHCP报文,
若DHCP报文为DHCP DISCOVER,则转交给DHCP服务器进行地址分配;
若DHCP报文为DHCP REQUEST,则根据DHCP客户端的状态,执行不同操作;
若DHCP报文为DHCP RELEASE,则从原有租约列表中删除对应的租约表项;
若DHCP报文为DHCP INFORM,则返回DHCP服务器当前的网络配置信息。
作为进一步优化,所述根据DHCP客户端的状态,执行不同操作,具体包括:
当DHCP客户端处于请求状态时,代理返回DHCP ACK,让DHCP客户端使用DHCPREQUEST报文中的租约信息;
当DHCP客户端处于更新状态时,代理返回DHCP NAK,让DHCP客户端重新开始请求,后续的DHCP报文由DHCP服务器处理;
当DHCP客户端处于重绑定状态时,代理返回DHCP NAK,让DHCP客户端重新发送DHCP请求,后续的DHCP报文由DHCP服务器处理。
作为进一步优化,该方法还包括步骤:
当原有租约列表中无任何表项时,DHCP服务器停止代理,删除所述虚拟网络接口。
第二方面,本发明实施例还提出了一种DHCP服务器,其包括:
更新模块,用于在DHCP服务器的IP地址发生变化时,更新DHCP地址池信息,记录原有的DHCP地址池信息和原有租约列表;
检测模块,用于检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,若有DHCP客户端在线,则触发代理创建模块,若无DHCP客户端在线,则触发清除模块;
创建模块,用于在检测模块检测到有DHCP客户端在线时创建代理,由代理接收原有租约列表中的DHCP客户端的DHCP报文并进行处理;
清除模块,用于在检测模块检测到无DHCP客户端在线时,清除原有租约列表和原有的DHCP地址池信息。
第三方面,本发明还提供了一种网关设备,所述网关设备中包括上述第二方面所述的DHCP服务器,所述DHCP服务器的IP地址是指网关设备的IP地址。
本发明的有益效果是:在DHCP服务器IP地址发生变化时,DHCP服务器通过动态创建一种代理机制,无需通过通信链路状态切换或主动发送DHCP报文通知DHCP客户端重新请求网络配置信息,而让DHCP客户端使用原有的租约信息继续使用网络,防止发生业务中断;可降低网络维护成本,减小网络维护难度,减少网络管理员的工作量,并一定程度上减少用户操作带来的风险。
附图说明
图1为本发明实施例中的DHCP服务器结构框图;
图2为本发明实施例中的DHCP报文处理方法流程图。
具体实施方式
本发明旨在提出一种DHCP报文处理方法、DHCP服务器及网关设备,解决传统技术中的处理方案存在的有使用限制,不具备通用性的问题,让DHCP客户端使用原有的租约信息继续使用网络,防止发生业务中断。
下面结合附图及实施例对本发明的方案做进一步的描述:
如图1所示,本实施例中提出的DHCP服务器包括:
更新模块,用于在DHCP服务器的IP地址发生变化时,更新DHCP地址池信息,记录原有的DHCP地址池信息和原有租约列表;
检测模块,用于检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,若有DHCP客户端在线,则触发代理创建模块,若无DHCP客户端在线,则触发清除模块;
创建模块,用于在检测模块检测到有DHCP客户端在线时创建代理,由代理接收原有租约列表中的DHCP客户端的DHCP报文并进行处理;
清除模块,用于在检测模块检测到无DHCP客户端在线时,清除原有租约列表和原有的DHCP地址池信息。
在具体应用时,上述DHCP服务器包括在网关设备中,DHCP服务器的IP地址即为网关设备的IP地址。
作为进一步优化,所述创建模块具体用于,在创建代理后,创建一个虚拟网络接口,并将虚拟网络接口与DHCP服务器所使用的物理接口进行绑定,该虚拟网络接口使用DHCP服务器的原有IP地址,并与物理网络接口保持相同的业务配置。
作为进一步优化,所述检测模块检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,具体包括:
使用DHCP服务器的原有IP地址和MAC地址作为ARP请求报文中的发送方地址信息,使用原有租约列表中的IP地址和MAC地址作为目标地址信息构造ARP请求报文,将所述ARP请求报文以单播方式发送给指定的DHCP客户端;
当收到DHCP客户端的ARP响应报文后,检查ARP响应报文中发送方IP地址和MAC地址信息是否与原有租约列表中的表项匹配,若匹配,则判定该DHCP客户端在线,否则,判定该DHCP客户端离线,从原有租约列表中删除对应的表项。
作为进一步优化,所述创建模块创建的代理用于,从虚拟网络接口接收原有租约列表中的DHCP客户端发送的DHCP报文并进行处理。
基于上述DHCP服务器,本实施例提出的DHCP报文处理方法如图2所示,其包括以下实施步骤:
1.DHCP服务器的IP地址发生变化时,DHCP服务器更新DHCP地址池信息,并记录原有的DHCP地址池信息和原有租约列表;
2.DHCP服务器检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,若有DHCP客户端在线,则进入步骤3,若无DHCP客户端在线,则进入步骤4;
本步骤中,DHCP服务器通过ARP请求报文检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态;具体为:
以DHCP服务器的原有IP地址和MAC地址作为ARP请求报文中的发送方地址信息,使用原有租约列表中的IP地址和MAC地址作为目标地址信息构造ARP请求报文,将所述ARP请求报文以单播方式发送给对应的DHCP客户端;
当收到DHCP客户端的ARP响应报文后,检查ARP响应报文中发送方IP地址和MAC地址信息是否与原有租约列表中的表项匹配,若匹配,则判定该DHCP客户端在线,否则,判定该DHCP客户端离线,从原有租约列表中删除对应的表项。
3.DHCP服务器创建代理,由代理接收原有租约列表中的DHCP客户端的DHCP报文并进行处理。
本步骤中,代理会创建一个虚拟网络接口,并将虚拟网络接口与DHCP服务器所使用的物理网络接口进行绑定,该虚拟网络接口使用DHCP服务器的原有IP地址,并与物理网络接口保持相同的业务配置;代理为原有租约列表中的DHCP客户端提供DHCP服务,还会维护原有租约列表以及主机的DHCP状态;
代理处理DHCP客户端的DHCP报文的过程如下:
代理从虚拟网络接口接收DHCP客户端发送的DHCP报文;
当收到DHCP DISCOVER报文,转交给DHCP服务器进行处理,由DHCP服务器进行地址分配;
当收到DHCP REQUEST报文时,根据DHCP客户端状态,执行不同操作:
a)当DHCP客户端处于请求状态时,代理返回DHCP ACK(确认响应),让DHCP客户端使用DHCP REQUEST报文中的租约信息;
b)当DHCP客户端处于更新状态时,代理返回DHCP NAK(拒绝响应),让DHCP客户端重新发送DHCP请求,后续的DHCP报文由DHCP服务器处理;
c)当DHCP客户端处于重绑定状态时,代理返回DHCP NAK(拒绝响应),让DHCP客户端重新开始请求,后续的DHCP报文由DHCP服务器处理。
当收到DHCP RELEASE报文时,代理从原有租约列表中删除对应的租约表项,当原有租约列表中无任何表项时,DHCP服务器停止代理,删除虚拟网络接口,后续DHCP服务由DHCP服务器完成。
当收到DHCP INFORM文时,返回DHCP服务器当前的网络配置信息。
4.清除原有租约列表和原有的DHCP地址池信息。
当检测到无DHCP客户端在线时,清除原有租约列表和原有的DHCP地址池信息。
Claims (11)
1.一种DHCP报文处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
DHCP服务器的IP地址发生变化时,DHCP服务器更新DHCP地址池信息,并记录原有的DHCP地址池信息和原有租约列表;
DHCP服务器检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,若无DHCP客户端在线,则清除原有租约列表和原有的DHCP地址池信息,若有DHCP客户端在线,DHCP服务器创建代理,代理接收原有租约列表中的DHCP客户端的DHCP报文并进行处理。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述DHCP服务器检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,具体包括:
以DHCP服务器的原有IP地址和MAC地址作为ARP请求报文中的发送方地址信息,使用原有租约列表中的IP地址和MAC地址作为目标地址信息构造ARP请求报文,将所述ARP请求报文以单播方式发送给对应的DHCP客户端;
当DHCP服务器收到DHCP客户端的ARP响应报文后,检查ARP响应报文中发送方IP地址和MAC地址信息是否与原有租约列表中的表项匹配,若匹配,则判定该DHCP客户端在线,否则,判定该DHCP客户端离线,从原有租约列表中删除对应的表项。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述DHCP服务器创建代理,具体包括:
DHCP服务器创建代理后,所述代理创建一个虚拟网络接口,并将虚拟网络接口与DHCP服务器所使用的物理网络接口进行绑定,该虚拟网络接口使用DHCP服务器的原有IP地址,并与物理网络接口保持相同的业务配置。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述代理接收原有租约列表中的DHCP客户端的DHCP报文并进行处理,具体包括:
代理从虚拟网络接口接收原有租约列表中的DHCP客户端发送的DHCP报文,
若DHCP报文为DHCP DISCOVER,则转交给DHCP服务器进行地址分配;
若DHCP报文为DHCP REQUEST,则根据DHCP客户端的状态,执行不同操作;
若DHCP报文为DHCP RELEASE,则从原有租约列表中删除对应的租约表项;
若DHCP报文为DHCP INFORM,则返回DHCP服务器当前的网络配置信息。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据DHCP客户端的状态,执行不同操作,具体包括:
当DHCP客户端处于请求状态时,代理返回DHCP ACK,让DHCP客户端使用DHCP REQUEST报文中的租约信息;
当DHCP客户端处于更新状态时,代理返回DHCP NAK,让DHCP客户端重新开始发送DHCP请求,后续的DHCP报文由DHCP服务器处理;
当DHCP客户端处于重绑定状态时,代理返回DHCP NAK,让DHCP客户端重新开始请求,后续的DHCP报文由DHCP服务器处理。
6.如权利要求3-5任意一项所述的方法,其特征在于,该方法还包括步骤:
当原有租约列表中无任何表项时,DHCP服务器停止代理,删除所述虚拟网络接口。
7.一种DHCP服务器,其特征在于,包括:
更新模块,用于在DHCP服务器的IP地址发生变化时,更新DHCP地址池信息,记录原有的DHCP地址池信息和原有租约列表;
检测模块,用于检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,若有DHCP客户端在线,则触发创建模块,若无DHCP客户端在线,则触发清除模块;
创建模块,用于在检测模块检测到有DHCP客户端在线时创建代理,由代理接收原有租约列表中的DHCP客户端的DHCP报文并进行处理;
清除模块,用于在检测模块检测到无DHCP客户端在线时,清除原有租约列表和原有的DHCP地址池信息。
8.如权利要求7所述的DHCP服务器,其特征在于,所述创建模块具体用于:
在创建代理后,创建一个虚拟网络接口,并将虚拟网络接口与DHCP服务器所使用的物理接口进行绑定,该虚拟网络接口使用DHCP服务器的原有IP地址,并与物理网络接口保持相同的业务配置。
9.如权利要求7所述的DHCP服务器,其特征在于,所述检测模块检测原有租约列表中的DHCP客户端的在线状态,具体包括:
使用DHCP服务器的原有IP地址和MAC地址作为ARP请求报文中的发送方地址信息,使用原有租约列表中的IP地址和MAC地址作为目标地址信息构造ARP请求报文,将所述ARP请求报文以单播方式发送给指定的DHCP客户端;
当收到DHCP客户端的ARP响应报文后,检查ARP响应报文中发送方IP地址和MAC地址信息是否与原有租约列表中的表项匹配,若匹配,则判定该DHCP客户端在线,否则,判定该DHCP客户端离线,从原有租约列表中删除对应的表项。
10.如权利要求7-9任意一项所述的DHCP服务器,其特征在于,所述创建模块创建的代理用于,从虚拟网络接口接收原有租约列表中的DHCP客户端发送的DHCP报文并进行处理。
11.一种网关设备,其特征在于,所述网关设备中运行有如权利要求7-10任一项所述的DHCP服务器,所述DHCP服务器的IP地址是指所述网关设备的IP地址。
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