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CN102497378B - 为客户端动态选择dhcp服务器的方法和装置 - Google Patents

为客户端动态选择dhcp服务器的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了为客户端动态选择DHCP服务器的方法和装置。其中，该方法应用于具有DHCP中继relay功能的网络设备，包括：A，所述网络设备接收DHCP客户端发送的用于请求IP地址的DHCP报文时，触发认证服务器对DHCP客户端用户进行认证；B，所述网络设备接收所述认证服务器在DHCP客户端用户通过认证时为该DHCP客户端用户指定的DHCP服务器的标识，并针对该DHCP客户端用户的信息、以及该指定的DHCP服务器的标识建立表项；C，所述网络设备接收到DHCP客户端后续发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发该报文。

Description

为客户端动态选择DHCP服务器的方法和装置
技术领域
本发明涉及网络通信技术，特别涉及为客户端动态选择动态主机配置协议(DHCP：Dynamic Host Configuration Protocol)服务器的方法和装置。
背景技术
DHCP，用于为网络设备动态分配IP地址等网络配置参数，其采用客户端/服务器通信模式，即由DHCP客户端(Client)向DHCP服务器(Server)提出配置请求，DHCP服务器返回DHCP客户端请求的配置信息比如IP地址等，以实现配置信息的动态配置。
下面以DHCP客户端动态获取IP地址为例来描述DHCP客户端动态获取配置的流程，其他情况原理类似，
参见图1，图1示出了DHCP客户端动态获取IP地址的流程示意图。该流程主要通过四个阶段实现：
发现阶段(DHCP-DISCOVER)：DHCP客户端寻找DHCP服务器的阶段。客户端以广播方式发送DHCP-DISCOVER报文寻找DHCP服务器。
提供阶段(DHCP-OFFER)，DHCP服务器提供IP地址的阶段。DHCP服务器接收到客户端的DHCP-DISCOVER报文后，根据IP地址分配的优先次序选出一个IP地址，与其他参数一起通过DHCP-OFFER报文发送给DHCP客户端。
选择阶段(DHCP-REQUEST)，DHCP客户端选择IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户端发来DHCP-OFFER报文，按照协议规定DHCP客户端只选择接受其中一个比如第一个收到的DHCP-OFFER报文，然后以广播方式发送DHCP-REQUEST报文，该报文中包含其选择的DHCP-OFFER报文中的IP地址。
确认阶段(DHCP-ACK)，DHCP服务器确认IP地址的阶段。DHCP服务器收到DHCP客户端发来的DHCP-REQUEST报文后，只有DHCP客户端选择的DHCP服务器会进行如下操作：如果确认将地址分配给该客户端，则返回DHCP-ACK报文；否则返回DHCP-NAK报文，表明地址不能分配给该客户端。
至此，通过上述四个阶段实现了DHCP客户端动态获取IP地址的流程。
通过图1所示的流程可以看出，在DHCP客户端动态获取IP地址过程中DHCP客户端采用广播方式发送报文，这限制了图1所示流程仅适用于DHCP客户端和DHCP服务器处于同一个子网内的情况。如此，为进行动态主机配置，需要在所有网段上都设置一个DHCP服务器，这显然是很不经济的。为了解决该问题，引入了DHCP中继功能。
所谓DHCP中继功能，其实质为DHCP客户端通过具有DHCP中继功能的网络设备(简称DHCP中继设备)与其他网段的DHCP服务器通信，最终实现动态配置。这样，多个网络上的DHCP客户端可以使用同一个DHCP服务器，如图2所示，既节省了成本，又便于进行集中管理。通过DHCP中继设备完成DHCP客户端的动态配置比如动态获取IP地址的过程中，DHCP客户端与DHCP服务器的处理方式与不通过DHCP中继时的处理方式基本相同。下面仅以DHCP客户端动态获取IP地址为例来描述，其他情况原理类似。
参见图3，图3为采用DHCP中继的IP地址动态获取流程图。如图3所示，该流程可以包括：针对DHCP中继设备上与DHCP客户端相连的用户侧接口建立一个对应的DHCP服务器组，当DHCP中继设备通过用户侧接口收到DHCP客户端以广播方式发送的DHCP-DISCOVER时，将收到的报文中的giaddr字段填充为DHCP中继设备的IP地址，并转发给该用户侧接口对应的DHCP服务器组中的所有DHCP服务器。DHCP服务器收到DHCP中继设备转发的报文后，根据giaddr字段为客户端分配IP地址，并通过DHCP中继设备将分配的IP地址转发给DHCP客户端。DHCP客户端选择接收其中的一个IP地址比如将第一个收到的IP地址，并以广播方式发送DHCP-REQUEST报文，该DHCP-REQUEST报文包括选择的IP地址。DHCP中继设备通过用户侧接口收到DHCP客户端以广播方式发送的DHCP-REQUEST时，将收到的报文中的giaddr字段填充为DHCP中继设备的IP地址，并转发给该用户侧接口对应的DHCP服务器组中的所有DHCP服务器，以执行上述的确认阶段。至此，完成对客户端的动态配置。
另外，DHCP中继设备支持选项(Option)82功能，而Option 82记录了DHCP客户端的位置信息。基于此，优选地，可以利用该Option 82定位DHCP客户端，实现对客户端的安全和计费等控制。
通过图3所示的流程可以看出，在针对DHCP中继设备上与DHCP客户端相连的用户侧接口建立一个对应的DHCP服务器组后，DHCP中继设备通过用户侧接口收到DHCP客户端以广播方式发送的DHCP-DISCOVER报文时将该DHCP-DISCOVER报文转发给该用户侧接口对应的DHCP服务器组中的所有DHCP服务器，所有DHCP服务器针对DHCP-DISCOVER报文进行应答，而事实上，DHCP客户端只选择接收其中一个应答，比如第一个收到的应答，这一方面使多数DHCP服务器针对DHCP客户端分配的IP地址无用，浪费服务器资源，另一方面，无法保证DHCP客户端每次固定与同一个DHCP服务器动态获取配置，导致配置频繁变化，影响网络通信。
发明内容
本发明提供了为客户端动态选择DHCP服务器的方法和装置，实现DHCP客户端固定与同一个DHCP服务器进行通信，节省服务器资源。
本发明提供的技术方案包括：
一种为客户端动态选择DHCP服务器的方法，该方法应用于具有DHCP中继relay功能的网络设备，包括：
A，所述网络设备接收DHCP客户端发送的用于请求IP地址的DHCP报文时，触发认证服务器对DHCP客户端用户进行认证；
B，所述网络设备接收所述认证服务器在DHCP客户端用户通过认证时为该DHCP客户端用户指定的DHCP服务器的标识，并针对该DHCP客户端用户的信息、以及该指定的DHCP服务器的标识建立表项；
C，所述网络设备接收到DHCP客户端后续发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发该报文。
一种应用于为客户端动态选择DHCP服务器的网络设备，该网络设备具有DHCP中继relay功能，该网络设备包括：
触发单元，用于接收DHCP客户端发送的用于请求IP地址的DHCP报文时，触发认证服务器对DHCP客户端用户进行认证；
接收单元，用于接收所述认证服务器在DHCP客户端用户通过认证时为该DHCP客户端用户指定的DHCP服务器的标识，并针对该DHCP客户端用户的信息、以及该指定的DHCP服务器的标识建立表项；
匹配单元，用于接收到DHCP客户端后续发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发该报文。
一种认证服务器，该认证服务器包括：
认证单元，用于在具有DHCP中继relay功能的网络设备的触发下，对DHCP客户端用户进行认证，所述网络设备接收DHCP客户端发送的用于请求IP地址的DHCP报文时，发送所述触发至所述认证单元；
指定单元，用于在DHCP客户端用户通过认证时为该DHCP客户端用户指定DHCP服务器；
发送单元，用于将指定DHCP服务器的标识通知给所述网络设备，以使所述网络设备针对该DHCP客户端用户的信息、以及该指定的DHCP服务器的标识建立表项，并在接收到DHCP客户端后续发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发该报文。
由以上技术方案可以看出，本发明中，在DHCP客户端申请IP地址时，由认证服务器将为DHCP客户端用户指定DHCP服务器并告知给具有DHCPrelay功能的网络设备，如此，网络设备针对用户的信息、以及为该用户指定的DHCP服务器的标识建立表项，并在后续接收到DHCP客户端发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发所述报文，这实现了DHCP客户端固定与同一个DHCP服务器进行通信，节省服务器资源。
附图说明
图1示出了DHCP客户端动态获取IP地址的流程示意图；
图2示出了DHCP中继设备网络应用示意图；
图3为采用DHCP中继的IP地址动态获取流程图；
图4为本发明实施例提供的方法流程图；
图5示出了option 221封装指定DHCP服务器标识示意图；
图6为本发明实施例提供的网络设备结构图；
图7为本发明实施例提供的认证服务器结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明提供的方法是由认证服务器指导具有DHCP中继(relay)功能的网络设备转发DHCP客户端发送的DHCP报文固定给同一个DHCP服务器。其中，网络设备可为网关设备或者其他网络设备，本发明不限定。
下面通过图4对本发明实施例提供的方法进行描述：
参见图4，图4为本发明实施例提供的方法流程图。如图4所示，该流程可包括以下步骤：
步骤401，网络设备接收DHCP客户端发送的用于请求IP地址的DHCP报文时，触发认证服务器对DHCP客户端用户进行认证。
本步骤401中，所述DHCP报文可为DHCP客户端在申请IP地址时首次发送的报文即DHCP-DISCOVER报文，当然，作为本发明实施例的扩展，该DHCP报文也可为DHCP-REQUEST报文，本发明并不具体限定。
步骤402，网络设备接收所述认证服务器在DHCP客户端用户通过认证时为该DHCP客户端用户指定的DHCP服务器的标识，并针对该DHCP客户端用户的信息、以及该指定的DHCP服务器的标识建立表项。
其中，DHCP服务器的标识可为DHCP服务器的IP地址等，本发明并不具体限定。
另外，本步骤402中，认证服务器为用户指定DHCP服务器，具体实现时可包括：
认证服务器识别所述用户的权限，在预先设置的用户权限与DHCP服务器的对应关系中查找到识别出的权限对应的DHCP服务器，指定查找到的一个DHCP服务器为该DHCP客户端用户使用的DHCP服务器。其中，指定查找到的一个DHCP服务器为该DHCP客户端用户使用的DHCP服务器具体可为：如果查找到的DHCP服务器的个数大于1，则将其中一个DHCP服务器指定为该用户使用的DHCP服务器，或者将其中优先级最高的DHCP服务器指定为该用户使用的DHCP服务器，如果查找到的DHCP服务器的个数等于1，则将该查找到的DHCP服务器指定为该用户使用的DHCP服务器。
也就是说，本发明中，认证服务器根据用户的权限为用户指定DHCP服务器，这能保证DHCP客户端最终与合法的DHCP服务器进行通信。
需要说明的是，上述的认证服务器可为支持远程认证拨号用户服务(RADIUS)的服务器，简称RADIUS服务器。基于此，上述步骤402中，认证服务器对用户进行认证可基于现有RADIUS认证实现。并且，相应地，步骤402中，认证服务器可通过涉及RADIUS的RFC中未被使用的选项(option)封装指定DHCP服务器的标识并发送给所述网络设备。其中，涉及RADIUS的RFC中未被使用的option可为option 221。以指定DHCP服务器标识为指定DHCP服务器的IP地址为例，图5示出了通过option 221封装指定DHCP服务器IP地址的示意图。
步骤403，网络设备接收到DHCP客户端后续发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发该报文。
比如，网络设备接收到DHCP客户端后续发送的请求报文比如续约报文等后，直接依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发该接收的报文，即向匹配出的表项包含的DHCP服务器标识对应的DHCP服务器转发报文。
至此，完成图4所示的流程。
基于图4所示的流程可以看出，网络设备接收到来自DHCP客户端的报文时，就依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，如果能够匹配成功，则直接利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发报文，即向匹配出的表项包含的DHCP服务器标识对应的DHCP服务器转发报文，这能够保证同一客户端的报文通过同一DHCP服务器处理。
在上面描述中，用户信息主要包括：用户的MAC地址、和/或、DHCP客户端接入所述网络设备的接口等。
以上对本发明提供的方法进行了描述，下面对本发明提供的装置进行描述：
首先，本发明提供了一种应用于为客户端动态选择DHCP服务器的网络设备。该网络设备具有DHCP中继relay功能，具体如图6所示：
参见图6，图6为本发明实施例提供的网络设备结构图。如图6所示，该网络设备包括：
触发单元，用于接收DHCP客户端发送的用于请求IP地址的DHCP报文时，触发认证服务器对DHCP客户端用户进行认证；
接收单元，用于接收所述认证服务器在DHCP客户端用户通过认证时为该DHCP客户端用户指定的DHCP服务器的标识，并针对该DHCP客户端用户的信息、以及该指定的DHCP服务器的标识建立表项；
匹配单元，用于接收到DHCP客户端后续发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发该报文。
另外，本发明还提供了一种应用于为客户端动态选择DHCP服务器的认证服务器，具体如图7所示：
参见图7，图7为本发明实施例提供的认证服务器结构图。如图7所示，该认证服务器包括：
认证单元，用于在具有DHCP中继relay功能的网络设备的触发下，对DHCP客户端用户进行认证，所述网络设备接收DHCP客户端发送的用于请求IP地址的DHCP报文时，发送所述触发至所述认证单元；
指定单元，用于在DHCP客户端用户通过认证时为该DHCP客户端用户指定DHCP服务器；
发送单元，用于将指定DHCP服务器的标识通知给所述网络设备，以使所述网络设备针对该DHCP客户端用户的信息、以及该指定的DHCP服务器的标识建立表项，并在接收到DHCP客户端后续发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发该报文。
其中，所述DHCP报文为DHCP-DISCOVER报文。
优选地，本发明中，所述指定单元包括：
识别子单元，用于识别所述DHCP客户端用户的权限，在预先设置的用户权限与DHCP服务器的对应关系中查找到该识别出的权限对应的DHCP服务器；
指定子单元，用于指定查找到的一个DHCP服务器为该DHCP客户端用户使用的DHCP服务器。
本发明中，所述认证服务器支持远程认证拨号用户服务RADIUS，所述发送单元通过RADIUS RFC中未被使用的选项option封装指定DHCP服务器的标识并发送给所述网络设备。
至此，完成本发明提供的装置结构图。
由以上技术方案可以看出，本发明中，在DHCP客户端申请IP地址时，由认证服务器将为DHCP客户端用户指定DHCP服务器并告知给具有DHCPrelay功能的网络设备，如此，网络设备针对用户的信息、以及为该用户指定的DHCP服务器的标识建立表项，并在后续接收到DHCP客户端发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发所述报文，这实现了DHCP客户端固定与同一个DHCP服务器进行通信，节省服务器资源。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (5)

1.一种为客户端动态选择DHCP服务器的方法，该方法应用于具有DHCP中继relay功能的网络设备，其特征在于，该方法包括：
A，所述网络设备接收DHCP客户端发送的用于请求IP地址的DHCP报文时，触发认证服务器对DHCP客户端用户进行认证；
B，所述网络设备接收所述认证服务器在DHCP客户端用户通过认证时为该DHCP客户端用户指定的DHCP服务器的标识，并针对该DHCP客户端用户的信息、以及该指定的DHCP服务器的标识建立表项；
C，所述网络设备接收到DHCP客户端后续发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发该报文。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述DHCP报文为DHCP-DISCOVER报文。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述认证服务器为DHCP客户端用户指定DHCP服务器包括：
所述认证服务器识别所述DHCP客户端用户的权限，在预先设置的用户权限与DHCP服务器的对应关系中查找到该识别出的权限对应的DHCP服务器，指定查找到的一个DHCP服务器为该DHCP客户端用户使用的DHCP服务器。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定DHCP服务器的标识由所述认证服务器通过RADIUS RFC中未被使用的选项option封装并发送给所述网络设备。
5.一种应用于为客户端动态选择DHCP服务器的网络设备，该网络设备具有DHCP中继relay功能，其特征在于，该网络设备包括：
触发单元，用于接收DHCP客户端发送的用于请求IP地址的DHCP报文时，触发认证服务器对DHCP客户端用户进行认证；
接收单元，用于接收所述认证服务器在DHCP客户端用户通过认证时为该DHCP客户端用户指定的DHCP服务器的标识，并针对该DHCP客户端用户的信息、以及该指定的DHCP服务器的标识建立表项；
匹配单元，用于接收到DHCP客户端后续发送的报文时，依据该报文携带的用户信息匹配已建立的表项，并利用匹配出的表项包含的DHCP服务器标识转发该报文。
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