高可用和高可扩展的运营级动态主机配置的方法

摘要

高可用和高可扩展的运营级动态主机配置的方法，步骤如下：1)将DHCP系统中协议解析服务器组部署于接入四层交换机与地址分配服务器组之间，多台协议解析服务器完成DHCP数据包的解析转换；2)协议解析服务器组上联于四层交换机，采用轮询的方式均衡负载，将用户的DHCP请求数据包分发给协议解析服务器处理；3)利用分布式总线以及地址分段的方法，实现地址分配服务器的高可用性以及高可扩展性；4)如果用户的DHCP请求数据量巨大，单个协议解析服务器到达处理性能上限时，则增加解析服务器的台数；5)当某个地址分配服务器发生故障时，由corba总线机制发现并锁定该服务器。本发明提供运营级DHCP系统实现方式。

权利要求

1.高可用和高可扩展的运营级动态主机配置的方法，其特征是步骤如下：

1)将DHCP系统中协议解析服务器组部署于接入四层交换机与地址分配服务器组之间，采用集群方式部署多台协议解析服务器，完成DHCP数据包的解析转换功能，将接收到的DHCP数据包解析组成内部格式，然后将其交给地址分配服务器处理；

2)协议解析服务器组上联于四层交换机，四层交换机采用轮询的方式均衡负载，将用户的DHCP请求数据包分发给协议解析服务器组中的各个服务器处理；当某个协议解析服务器发生故障时，通过“健康”检测机制，四层交换机能发现并锁定该服务器，此后，四层交换机不再将用户的请求数据包分发给该服务器处理，直至该服务器故障恢复；

3)利用分布式总线以及地址分段的方法，实现地址分配服务器的高可用性以及高可扩展性：地址分配服务器组部署于DHCP系统的协议解析服务器之后，与协议解析服务器通过分布式总线相连，采用集群方式部署，按属地(或几个属地组成一组)或业务进行分组，每组管理本组的地址，进行地址分配；DHCP系统设有多个地址分配服务器组，每个地址分配服务器组又由多个地址分配服务器组成；协议解析服务器通过分布式总线，调用地址分配服务器提供的corba服务接口，完成用户的地址分配；

4)如果用户的DHCP请求数据量巨大，单个协议解析服务器到达处理性能上限时，则增加系统中协议解析服务器的台数，利用四层交换机的负载均衡功能，减少单个协议解析服务器的处理负载；

5)当某个地址分配服务器发生故障时，由corba总线机制发现并锁定该服务器，此后，协议解析服务器调用地址分配服务器的corba接口时，corba总线会自动寻找同组的其它正常运行的地址分配服务器，将其的corba服务接口提供给协议解析服务器调用，从而实现了地址分配服务器的高可用性。

2.由权利要求1所述的高可用和高可扩展的运营级动态主机配置的方法，其特征是地址分配服务器组采用了地址分段管理方法，通过对地址的hash计算，每个地址分配服务器组只管理一段地址，其hash算法为：地址所属的分配处理服务器组＝ip地址％地址服务器组数加1。

3.由权利要求1所述的高可用和高可扩展的运营级动态主机配置的方法，其特征是协议解析服务器通过用户mac地址的hash值，来决定使用哪组地址分配服务器提供的corba服务接口，其hash算法为：使用的地址分配服务器组＝mac地址最后一位％地址分配服务器组数加1。

说明书

一、技术领域

本发明涉及利用负载均衡设备和分布式总线机制实现具有高可用性和高可扩展性的运营级DHCP系统的方法。

二、背景技术

随着互联网业务的发展，电信运营商急需解决如何提高现有网络的多业务承载能力的问题。目前传统的PPPOE接入方式极大制约了多业务的开展，需要向IPOE方向演进。IPOE的实现需要动态主机配置(DHCP)协议的支持，而目前市场上缺少运营级的DHCP系统。

本申请人利用负载均衡设备和分布式总线机制实现了一种具有高可用性和高可扩展性的运营级DHCP系统，为运营商提供了集中式的IP地址分配和IP地址管理。该系统主要分成两个部分，后台部分是动态主机配置协议部分，提供高性能、高可靠的IP地址分配服务；前台部分是管理系统，提供了完善的IP地址管理、配置、统计等功能。

已经应用的CORBA总线(Common Object Request Broker Architecture公共对象请求代理体系结构)是由OMG组织制订的一种标准的面向对象应用程序体系规范。或者说CORBA体系结构是对象管理组织(OMG)为解决分布式处理环境(DCE)中，硬件和软件系统的互连而提出的一种解决方案；

三、发明内容

本发明的发明目的是：利用负载均衡设备和分布式总线机制来实现具有高可用性和高可扩展性的运营级DHCP系统。

实现具有高可用性和高可扩展性的运营级DHCP系统的方法：采用协议解析服务器组、地址分配服务器组、管理门户服务器组、数据库服务器组，磁盘阵列、四层交换机的硬件框架下完成：高可用和高可扩展的运营级动态主机配置的方法，其特征是1)将DHCP系统中协议解析服务器组部署于接入四层交换机与地址分配服务器组之间，采用集群方式部署多台(二台以上，一般十台内)协议解析服务器，完成DHCP数据包的解析转换功能，将接收到的DHCP数据包解析组成内部格式，然后将其交给地址分配服务器处理；2)协议解析服务器组上联于四层交换机，四层交换机采用轮询的方式均衡负载，将用户的DHCP请求数据包分发给协议解析服务器组中的各个服务器处理；当某个协议解析服务器发生故障时，通过“健康”检测机制，四层交换机能发现并锁定该服务器，此后，四层交换机不再将用户的请求数据包分发给该服务器处理，直至该服务器故障恢复；

3)利用分布式总线以及地址分段的方法，实现地址分配服务器的高可用性以及高可扩展性：地址分配服务器组部署于DHCP系统的协议解析服务器之后，与协议解析服务器通过分布式总线相连，采用集群方式部署，按属地(或几个属地组成一组)或业务进行分组，每组管理本组的地址，进行地址分配；DHCP系统设有多个地址分配服务器组，每个地址分配服务器组，又由多个地址分配服务器组成；协议解析服务器通过分布式总线，调用地址分配服务器提供的corba服务接口，完成用户的地址分配；

4)如果用户的DHCP请求数据量巨大，单个协议解析服务器到达处理性能上限时，则增加系统中协议解析服务器的台数，利用四层交换机的负载均衡功能，减少单个协议解析服务器的处理负载；

5)当某个地址分配服务器发生故障时，corba总线机制能发现并锁定该服务器，此后，协议解析服务器调用地址分配服务器的corba接口时，corba总线会自动寻找同组的其它正常运行的地址分配服务器，将其的corba服务接口提供给协议解析服务器调用，从而实现了地址分配服务器的高可用性。

地址分配服务器组采用了地址分段管理方法，通过对地址的hash计算，每个地址分配服务器组只管理一段地址，其hash算法为：地址所属的分配处理服务器组＝ip地址％地址服务器组数+1。

协议解析服务器通过用户mac地址的hash值，来决定使用哪组地址分配服务器提供的corba服务接口，其hash算法为：使用的地址分配服务器组＝mac地址最后一位％地址分配服务器组数加1。

如果用户的DHCP请求数据量巨大，单组的地址分配服务器到达处理性能上限时，我们可以增加地址分配服务器组数，使每组服务器管理的地址数减少，利用corba总线机制以及地址分段管理技术，减少单组地址分配服务器的处理压力，提升整个系统的性能，从而实现地址分配服务器的高可扩展性。

管理门户服务器提供系统管理员管理系统的WEB门户。

数据库服务器可采用主备方式，每台数据库服务器配置一个固定IP和一个浮动IP，提供数据库的应用服务。磁盘阵列存放系统中的相关数据。

本发明实现了运营级的DHCP系统，具有高可用性和高可扩展性。地址解析服务器组与地址分配服务器组之间采用分布式总线机制连接，进行数据交互。利用四层交换机的负载均衡功能，保证了协议解析服务器的高可用性和高可扩展性；利用分布式总线以及地址分段管理技术，实现了地址分配服务器的高可用性和高可扩展性，从而在整体上，实现了系统的高可用性和高可扩展性。

本发明的有益效果是：实现了运营级的DHCP系统；利用负载均衡设备，实现了协议解析服务器的高可用性以及高可扩展性；利用分布式总线以及地址分段技术，实现了地址分配服务器的高可用性以及高可扩展性。

四、附图说明

图1是利用本发明的系统架构图

图2是本发明地址分段管理的结构示意图

五、具体实施方式

1.利用负载均衡设备，实现协议解析服务器的高可用性以及高可扩展性协议解析服务器接收用户发送的DHCP请求数据包，将接收到的数据包解析组成内部格式，然后将其交给地址分配服务器处理。

协议解析服务器组上联于四层交换机，四层交换机具有负载均衡功能，采用轮询均衡的方式，将用户的DHCP请求数据包分发给协议解析服务器组中的各个服务器处理。当某个协议解析服务器发生故障时，通过“健康”检测机制，四层交换机能发现并锁定该服务器，此后，四层交换机不再将用户的请求数据包分发给该服务器处理，直至该服务器故障恢复。

如果用户的DHCP请求数据量巨大，单个协议解析服务器到达处理性能上限时，我们可以增加系统中协议解析服务器的台数，利用四层交换机的负载均衡功能，减少单个协议解析服务器的处理压力，提升整个系统的性能。

由此可见，利用四层交换机的负载均衡功能，保证了协议解析服务器的高可用性以及高可扩展性。

2.利用分布式总线以及地址分段技术，实现地址分配服务器的高可用性以及高可扩展性地址分配服务器部署于协议解析服务器之后，与协议解析服务器通过分布式总线相连，完成地址分配的功能。

由系统架构图中可见，联创DHCP系统，存在多个地址分配服务器组，每个地址分配服务器组，又由多个地址分配服务器组成。协议解析服务器，通过分布式总线，调用地址分配服务器提供的corba服务接口，完成用户的地址分配。

当某个地址分配服务器发生故障时，由corba总线机制发现并锁定该服务器，此后，协议解析服务器调用地址分配服务器的corba接口时，corba总线会自动寻找同组的其它正常运行的地址分配服务器，将其的corba服务接口提供给协议解析服务器调用，从而实现了地址分配服务器的高可用性。

参见图2，地址分配服务器组采用了地址分段管理技术，通过对地址的hash计算，每个地址分配服务器组只管理一段地址，其hash算法为：地址所属的分配处理服务器组＝ip地址％地址服务器组数+1。例如：系统中总共有2个地址分配服务器组，ip地址10.1.1.1＝167837953，167837953％2+1＝2，所以ip地址10.1.1.1由地址分配服务器组2来管理。协议解析服务器通过用户mac地址的hash值，来决定使用哪组地址分配服务器提供的corba服务接口，其hash算法为：使用的地址分配服务器组＝mac地址最后一位％地址分配服务器组数加1。例如：系统中总共有2个地址分配服务器组，用户的mac地址为00:1A:A0:16:B8:71，1％2+1＝2，所以该用户使用的是地址分配服务器组2提供的corba服务。也就是说，假如存在两个用户，用户00:1A:A0:16:B8:70使用的将是地址分配服务器组1，而用户00:1A:A0:16:B8:71使用的是地址分配服务器组2提供的服务，每个地址分配服务器组各管一段地址，互不影响。

如果用户的DHCP请求数据量巨大，单组的地址分配服务器到达处理性能上限时，我们可以增加地址分配服务器组数，使每组服务器管理的地址数减少，利用corba总线机制以及地址分段管理技术，减少单组地址分配服务器的处理压力，提升整个系统的性能，从而实现地址分配服务器的高可扩展性。

综上所述，利用了负载均衡以及分布式总线机制，联创DHCP系统是具有高可用性，高可扩展性的运营级DHCP系统。