[发明专利]一种动态分配IP地址的方法、装置及设备

说明书

技术领域

本发明涉及以太网网络交换通信技术领域，尤其涉及一种动态分配IP地址的方法、装置及设备。

背景技术

虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)是在物理网络上划分出来的逻辑网络，效果和普通局域网一样。第二层的单播、广播和多播帧在一个VLAN内转发、扩散，而不会直接进入其他的VLAN之中。所以如果一个端口所连接的主机设备想要和其它不在同一个VLAN的主机设备通讯必须通过一个三层设备。

Supervlan，即超级vlan，也叫vlan聚合，其原理是将某一网段的IP分给不同的子VLAN(Sub VLAN)，这些Sub VLAN属于同一个Super VLAN。而每一个Sub VLAN都是独立的广播域，不同Sub VLAN之间二层相互隔离。当Sub VLAN内的用户需要进行三层通信时，将使用Super VLAN的虚接口的IP地址作为网关地址，这样多个VLAN共享一个互联网协议(IP，Internet Protocol)地址，从而节省了IP地址资源。

同时，为了实现不同Sub VLAN间的三层互通及Sub VLAN与其他网络的互通，需要利用地址解析协议(ARP，Address Resolution Protocol)代理功能。通过ARP代理可以进行ARP请求和响应报文的转发与处理，从而实现了二层隔离端口间的三层互通。如下图1所示，其为supervlan的工作原理示意图。图1中，pc1和pc2要达到二层隔离的目的，通信只能通过三层路由。传统的做法，需要在设备A上分别配置pc1和pc2的网关地址，需要2个IP地址。采用supervlan技术后，网络设备A只需要配置一个supervlan地址即可。如图1所示，设备A启用supervlan5，配置IP地址为10.1.1.1。supervlan5下面包含2个subvlan2和subvlan3，pc1属于subvlan2，分配IP地址10.1.1.2/24，网关是supervlan5的IP(10.1.1.1)；pc2属于subvlan3，分配IP地址10.1.1.3/24，网关是suervlan5的IP(10.1.1.1)。pc1和pc2不能直接进行二层通信，只能通过网关进行三层通信。

pc1发出请求pc2介质访问控制(MAC，Media Access Control)地址的ARP请求报文，设备A通过ARP代理功能收到后，将应答自身的MAC地址，pc1认为设备A就是pc2，向设备A发送通信报文。同理，pc2认为设备A就是pc1，向设备A发送通信报文。pc1和pc2通过设备A，实现了三层通信。

动态主机配置协议(DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol)，包括两个部分：一个是服务器端，即Server，而另一个是客户端，即Client。Server通过响应Client的请求，给Client分配网络参数，如IP地址，子网掩码，网关等。通过DHCP协议，可以实现客户端网络参数的动态分配上网，减轻了网络管理员的负担。如图2所示，其为DHCP协议原理图，其包括以下几个阶段：

1、发现阶段，即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段。DHCP客户机以广播方式发送DHCP DISCOVER发现信息来寻找DHCP服务器，网络上每一台安装了TCP/IP协议的主机都会接收到这种广播信息，但只有DHCP服务器才会做出响应。

2、提供阶段，即DHCP服务器提供IP地址的阶段。在网络中接收到DHCP DISCOVER发现信息的DHCP服务器都会做出响应，它从尚未出租的IP地址中挑选一个分配给DHCP客户机，向DHCP客户机发送一个包含出租的IP地址和其他设置的DHCP OFFER提供信息。

3、选择阶段，即DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段。如果有多台DHCP服务器向DHCP客户机发来的DHCP OFFER提供信息，则DHCP客户机只接收第一个收到的DHCP OFFER提供信息，然后它就以广播方式回答一个DHCP REQUEST请求信息，该信息中包含向它所选定的DHCP服务器请求IP地址的内容。之所以要以广播方式回答，是为了通知所有的DHCP服务器，他将选择某台DHCP服务器所提供的IP地址。