CN1585361A - 实现多ip－dslam之间地址池共享的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现多IP－DSLAM之间地址池共享的方法，包括：在IP－DSLAM设备间配置虚拟局域网，并在部分IP－DSLAM上设置地址池；IP－DSLAM设备启动时，首先判断自身有无可供用户使用的地址池，若无，则向有地址池的IP－DSLAM设备发出请求报文，有地址池的IP－DSLAM设备判断是否可分配，若可则发送允许报文，若不可则发送拒绝报文，IP－DSLAM设备继续向其他有地址池的IP－DSLAM设备发送请求，直到得到所需地址池为止；若有地址池，则向其他IP－DSLAM设备发送地址公告报文，同时为本地连接用户分配IP地址；若连接用户持续增加到一定数量欲超出地址池容量时，分配地址或重新向有地址池的IP－DSLAM申请地址；若IP－DSLAM上连接用户减少，释放不使用的地址。本发明使得地址分配更加快捷高效，地址申请中，IP－DSLAM间的交互数减少到最少，可靠性和性能得到极大提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种地址池共享的方法，尤其涉及一种实现多IP-DSLAM之间地址池共享的方法。
背景技术
随着网络技术的发展，目前宽带接入已经成为一种主导的用户接入方式。宽带接入一般包括ADSL、VDSL、以太网等方式，根据运营商的运营需要，所有的这些方式都需要有宽带拨号与认证的过程。当认证阶段完成后，通常还需要进行IP地址分配，目的是为用户端分配一个IP，这样，最终用户才能进行通信。而目前大多数IP-DSLAM(Digital SubscriberLine Access Multiplexer)已将基本的认证(如802.1x认证、PPPoE认证及终结)和IP地址分配和管理功能集成到DSLAM设备上实现。这样，上级设备就可以用价格相对低廉的三层交换机替代传统应用模式的BRAS，从而大幅度降低了宽带接入网络的建设成本。
IP地址分配有多种方式，主要可分为两大类：静态IP分配和动态IP分配；静态IP分配方式是事先为用户端指定一个IP，当用户认证通过后，就马上可以通信；而动态IP分配方式是用户端事先没有IP，当认证通过后，通过IP地址分配过程，获得一个IP，然后才可以通信。对于动态IP分配方式，最常见的是利用DHCP(Dynamic Host ConfigurationProtocol)协议，IP-DSLAM为用户端动态分配一个IP地址；当用户端主动断开连接或异常断线时，IP-DSLAM会回收这个IP，以便可以为其他客户端分配。DHCP是BOOTP的扩展，是基于C/S模式的，它提供了一种动态指定IP地址和配置参数的机制，这主要用于大型网络环境和配置比较困难的地方。DHCP定义了一种可以使IP地址使用一段有限时间的机制，在客户期限到了的时候可以重新分配这个IP地址。DHCP服务器自动为客户机指定IP地址，它的配置参数使得网络上的计算机通信变得方便而容易实现了。DHCP使IP地址可以租用，对于拥有许多台计算机的大型网络来说，每台计算机拥有一个IP地址有时候可能是不必要的。租期从1分钟到100年不定，当租期到了的时候，服务器可以把这个IP地址分配给别的机器使用。客户也可以请求使用自己喜欢的网络地址及相应的配置参数。
目前，IP-DSLAM通过DHCP协议分配IP存在以下缺陷：(1)地址不能共享，造成浪费；(2)地址池分散，不容易管理。假设两台IP-DSLAM设备A和B都内置有IP地址池；这样A上连接的用户只能从A的地址池中分配地址，B上连接的用户只能从B的地址池中分配地址；这样为了满足满配用户同时上线的需要，A和B都必须拥有一个大地址池，可实际接入用户不多时，造成珍贵的IP资源的浪费；如果配置一个小地址池，又会出现用户因为得不到IP而无法上网的情况；同时，因为地址池分散，造成管理的极大不方便，阻碍了网络管理员整网规划。
目前，针对上述分配IP地址的不灵活的缺点，有一种通过扩展DHCP实现多IP-DSLAM间用户IP地址池共享的方法。其主要特点是：某个特定PPPoE用户认证通过后，开始申请IP，如果本地有可用IP，则从本地地址池中分配一个可用地址；如本地无可用地址，则构造ip-request报文，向远程的优先级最高的server进行申请，然后被申请者返回一个可用IP地址。上述分配方法没有问题，通常情况下，也不会因为性能影响用户正常上网。但在某些情况下，可能带来性能问题，例如：如果一个group内只有一台device可以充当server，其余的device都只能做为普通client；这样，各client要向server频繁地发送地址申请和地址释放的报文；当用户数较多的时候，可能导致地址申请缓慢。
每个client会随着用户上线请求的增加，而不断地向server申请地址；这个过程是频繁而长期的，会导致client和server总会有地址申请或释放报文的交互；当用户上下线频繁时，会加重server的负担，导致其处理能力的直接下降，导致带宽降低。
发明内容
针对现有用户IP地址池共享的方法所存在的问题和不足，本发明提出了一种可减少client和server之间地址申请和释放的报文交互的实现多IP-DSLAM之间地址池共享的方法。
本发明是这样实现的：一种实现多IP-DSLAM之间地址池共享的方法，包括以下步骤：
在IP-DSLAM设备间配置互相通讯的虚拟局域网，并在部分IP-DSLAM上设置供连接用户使用的地址池；
IP-DSLAM设备启动时，首先判断自身有无可供用户使用的地址池，若无地址池，则向有地址池的IP-DSLAM设备发出申请地址的请求报文，有地址池的IP-DSLAM设备根据其请求判断是否可分配，若可以分配则发送允许报文，请求的IP-DSLAM设备得到所需的地址池，若不可以分配则发送拒绝报文，IP-DSLAM设备继续向其他有地址池的IP-DSLAM设备发送请求，直到得到所需地址池为止；若有地址池，则向其他IP-DSLAM设备发送地址公告报文，同时为本地连接用户分配IP地址；
若IP-DSLAM上连接用户持续增加到一定数量欲超出地址池容量时，分配地址或重新向有地址池的IP-DSLAM申请地址；若IP-DSLAM上连接用户减少到一定数量后，释放不使用的地址，该地址原属的IP-DSLAM收回该地址。
进一步地，该方法还包括：若IP-DSLAM重启或者突然断开，主动释放申请的IP地址或者回收分发的IP地址。
进一步地，所述申请和释放地址具体是以地址段的形式进行的。
进一步地，所述部分IP-DSLAM上设置地址池可以是一台IP-DSLAM上设置。
进一步地，所述IP-DSLAM申请的地址段是以欲连接用户的数量而定的。
本发明实际上是通过在一台或几台IP-DSLAM上配置地址池，而后其它的IP-DSLAM可以预先申请地址池的一段地址段作为本地地址池使用；当IP-DSLAM随着接入用户数的增多，可能对地址数的需求增加，于是可以再次申请一段地址段来扩充本地地址池，以减少IP-DSLAM彼此间的地址请求的转发；当IP-DSLAM的接入用户逐渐下线时，本地地址池可能超出实际使用量，于是可以释放一定的地址段来减少本地的地址池的地址个数，以减少地址占用与浪费，同时这些被释放的地址段又可以被其它IP-DSLAM申请使用。本发明使得地址分配更加快捷高效，地址申请中，IP-DSLAM间的交互数减少到最少，可靠性和性能得到极大提高。同时方便局方统一的组网规划和管理，因为只需要管理一或几台有预先配置地址池的IP-DSLAM即可。本发明通过地址段的动态申请与释放使得client与server之间关于IP地址申请的报文交互数大幅减少，提高了IP的利用率，提高了server的处理效率，同时降低IP的浪费率。并且，可以改变单种配置模式，即一个group内可配置多个server，为每个server事先配置一段地址，大大方便了局方的管理。
附图说明
下面结合附图，对本发明做出详细描述。
图1为本发明IP-DSLAM的地址池共享组网结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的应用结构如图，其中：A：Radius Server服务器；B：Internet；C：L3 Switch，用于汇聚L2 Switch；D：L2 Switch；E：IP-DSLAM；F：用户。并通过IP-DSLAM内置DHCP-SERVER完成对用户IP地址的分配。
本发明首先为group内一台或者几台IP-DSLAM配置地址池，同时配置IP-DSLAM彼此通信所用的vlan，使IP-DSLAM可以完成IP地址池共享。并且，由于地址池可以共享，所以可以对用户的IP地址进行集中管理。
当IP-DSLAM重新启动时，或者是DHCP服务器重新启动时，IP-DSLAM首先判断本地是否有预先配置的地址池，如本地有固定地址池，则本设备类型为SERVER，这里，SERVER只能向别的作非SERVER用的IP-DSLAM分发地址段，不能向别的作SERVER用的IP-DSLAM申请地址段；如本地无固定地址池，则本设备类型为CLIENT，这里，CLIENT只能向别的作SERVER用的IP-DSLAM申请地址段，不能向IP-DSLAM分发地址段。
然后IP-DSLAM之间通过广播报文(DHCP_TYPE_REBOOT)和收取报文(DHCP_TYPE_REBOOT_ACK)进行彼此的学习，即记录彼此的MAC和IP；初始学习时，向远程的有地址池的IP-DSLAM发送IP地址段申请(DHCP_TYPE_IP_BATCH_REQUEST)，申请一段地址段，这里，地址段的大小具体是根据本地可能的接入用户数和其它管理策略来确定的；而后接受返回的IP地址段申请成功与否的消息(DHCP_TYPE_IP_BATCH_ACK)，若成功则将申请到的地址段设置为本地地址池。因为从远程获得的地址段被静态分配到本地，所以该地址段成为本地地址段，地址段的IP地址成为本地IP地址。若不成功则向其他IP-DSLAM申请之。
当本地接入用户不断增加，本地地址池的可用数量逐渐减少，到某一范围时，可以根据二进制指数退避算法(算法粒度可控)，申请另一段地址段，再次向远程发送申请地址段请求报文，而后接受DHCP地址段成功报文，扩充本地地址池。随着本地接入用户的继续增加，不断地申请地址段；当不能成功申请到地址段后，开始为每个接入用户的请求单独向其它IP-DSLAM发送，以申请单个的IP地址。
若本地的接入用户逐渐下线，用户下线后，本地占用了较多的IP地址，则利用仿TCP协议中的慢速启动与拥塞控制算法(算法粒度可控)，逐渐释放IP地址段；随着用户的不断下线，本过程可以不断重复，以减少本地占用的地址数。
当IP-DSLAM设备重新启动或检测到异常情况时，判断本地是否申请了地址段，无论申请了多少次申请了多少地址段，如果有，主动发送地址段释放报文(DHCP_TYPE_IP_BATCH_RELEASE)，释放本地占用的地址段。若本地向远程分发了地址段，无论分发了多少次分发了多少地址段，主动回收这些占用的地址段，包括分发给本地的和远程的，以保持地址池的一致性。
例如某个client开始时一次性从某一server申请了一个地址段，并把该地址段作为自己的地址池，若其含有10个地址，当client有8个接入用户申请地址，client则可以直接将本地申请的IP地址提供给用户；当用户到达一个阈值，例如设置为9个时，client立即再向server申请包含10个IP地址的一个地址段；若地址很快用光，根据退避算法，例如再申请15个等；如果用户继续增加且server没有足够地址提供时，client为单个每个接入用户的请求单独申请IP地址，这就相当于现有技术的申请方法，由上可知，这种单独申请地址的情况是相当少的，并且，其也是对上述地址段申请的一个补充。当用户逐渐下线，根据某种慢速启动或拥塞控制算法，先释放5个，再释放10个，逐渐降低本地IP地址段的地址数目。
Claims (5)
1、一种实现多IP-DSLAM之间地址池共享的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在IP-DSLAM设备间配置互相通讯的虚拟局域网，并在部分IP-DSLAM上设置供连接用户使用的地址池；
IP-DSLAM设备启动时，首先判断自身有无可供用户使用的地址池，若无地址池，则向有地址池的IP-DSLAM设备发出申请地址的请求报文，有地址池的IP-DSLAM设备根据其请求判断是否可分配，若可以分配则发送允许报文，请求的IP-DSLAM设备得到所需的地址池，若不可以分配则发送拒绝报文，IP-DSLAM设备继续向其他有地址池的IP-DSLAM设备发送请求，直到得到所需地址池为止；若有地址池，则向其他IP-DSLAM设备发送地址公告报文，同时为本地连接用户分配IP地址；
若IP-DSLAM上连接用户持续增加到一定数量欲超出地址池容量时，分配地址或重新向有地址池的IP-DSLAM申请地址；若IP-DSLAM上连接用户减少到一定数量后，释放不使用的地址，该地址原属的IP-DSLAM收回该地址。
2、如权利要求1所述的实现多IP-DSLAM之间地址池共享的方法，其特征在于，该方法还包括：若IP-DSLAM重启或者突然断开，主动释放申请的IP地址或者回收分发的IP地址。
3、如权利要求1或2所述的实现多IP-DSLAM之间地址池共享的方法，其特征在于，所述申请和释放地址具体是以地址段的形式进行的。
4、如权利要求1所述的实现多IP-DSLAM之间地址池共享的方法，其特征在于，所述部分IP-DSLAM上设置地址池可以是一台IP-DSLAM上设置。
5、如权利要求3所述的实现多IP-DSLAM之间地址池共享的方法，其特征在于，所述IP-DSLAM申请地址段以欲接用户而定的。
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