運(yùn)營(yíng)商IP地址管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

楊明

摘要 IP地址管理系統(tǒng)能夠有效解決運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部在IP地址管理過(guò)程中的混亂問(wèn)題，能夠?qū)π畔h(huán)境和核心業(yè)務(wù)效率進(jìn)行改善，較大程度地降低了人工模式存在的失誤風(fēng)險(xiǎn)，為企業(yè)的業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)提供有效保障。在設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方面，本文對(duì)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和軟件層次架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)部分，結(jié)合UML建模工具對(duì)地址采集管理模塊、地址分配管理模塊、地址查詢(xún)管理模塊、地址閩值預(yù)警模塊、地址統(tǒng)計(jì)分析模塊和系統(tǒng)管理模塊的頁(yè)面、流程、方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。從IP地址管理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行效果來(lái)看，該系統(tǒng)有效地提高了企業(yè)IP地址分配的工作效率，為企業(yè)的IP地址管理工作提供可靠的輔助。

【關(guān)鍵詞】IP地址 地址采集 地址分配 運(yùn)營(yíng)支撐

1 引言

1.1 設(shè)計(jì)背景及目標(biāo)

近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，給人們的工作和生活帶來(lái)了巨大的變化。面對(duì)上網(wǎng)人數(shù)幾何級(jí)數(shù)的增長(zhǎng)，IP地址的嚴(yán)重不足已經(jīng)成為制約各運(yùn)營(yíng)商發(fā)展的最大瓶頸;基于目前這種現(xiàn)狀，IP地址資源的分配和管理也顯得日益重要起來(lái);運(yùn)營(yíng)商級(jí)別的大型、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)IP地址資源的自動(dòng)化管理，是急需解決的問(wèn)題，也是新形勢(shì)下IP地址管理的發(fā)展趨勢(shì)。

1.2 設(shè)計(jì)思路

IP地址管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的具體功能任務(wù)如下：

（l）完成基于Spring MVC框架下IP地址管理系統(tǒng)的WEB頁(yè)面管理，采用Ajax訪(fǎng)問(wèn)URL調(diào)用功能的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)搭建等內(nèi)容的處理。

（2） IP地址的采集存儲(chǔ)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

IP地址信息通過(guò)SNMP技術(shù)和DHCP技術(shù)進(jìn)行采集和分配，從不同的設(shè)備上進(jìn)行配置采集，通過(guò)關(guān)鍵字篩選，進(jìn)行計(jì)算匯總。

（3） IP地址的統(tǒng)計(jì)分析設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

提供特殊條件下的報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能，及時(shí)反映資源的供需情況，分析地址使用的合理性。

（4）地址使用情況預(yù)警設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

IP地址管理系統(tǒng)中，設(shè)定有地址池的使用率預(yù)警功能，數(shù)字通過(guò)標(biāo)紅、告警短信等手段進(jìn)行預(yù)警，通知維護(hù)人員。

2 IP地址管理系統(tǒng)設(shè)i

2.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用了B/S的架構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，瀏覽器端可以采用IE內(nèi)核的瀏覽器，服務(wù)器則通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

數(shù)據(jù)庫(kù)方面，分為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的庫(kù)和存儲(chǔ)配置信息的庫(kù)。

備份服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)高性能的磁盤(pán)陣列、雙存儲(chǔ)交換機(jī)和部分服務(wù)器安裝HBA卡實(shí)現(xiàn)SAN存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。

2.2 系統(tǒng)軟件層次架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用需求和軟件技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)IP地址管理系統(tǒng)的軟件層次架構(gòu)進(jìn)行搭建，將整個(gè)軟件系統(tǒng)分為人機(jī)交互層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、基礎(chǔ)應(yīng)用層、數(shù)據(jù)持久層。如圖1所示。

2.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

IP地址管理系統(tǒng)的功能模塊圖，如圖2所示，主要包含地址采集管理、地址分配管理等六個(gè)基本模塊。

3 lP地址管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本章節(jié)結(jié)合第二章的功能要求進(jìn)行主要模塊的實(shí)現(xiàn)介紹，結(jié)合UML建模工具對(duì)各模塊的頁(yè)面、流程、方法進(jìn)行描述。

3.1 地址采集管理模塊實(shí)現(xiàn)

地址采集管理模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)所有被管理的護(hù)地址定時(shí)執(zhí)行掃描。采集掃描功能能夠?qū)⒛壳斑\(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)范圍內(nèi)的IP地址和使用狀態(tài)和分配狀態(tài)進(jìn)行掌握。主要包括地址掃描管理類(lèi)LLIPScanService（復(fù)制定時(shí)和自動(dòng)地址掃描）、地址管理類(lèi)LLIPManagerService（負(fù)責(zé)手動(dòng)維護(hù)采集IP地址信息）和數(shù)據(jù)管理類(lèi)LLDAO（負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)操作）。

地址采集管理功能順序圖如圖3所示。

3.2 地址分配管理模塊實(shí)現(xiàn)

地址分配管理模塊包括普通PPPoE地址、NAT444地址以及政企專(zhuān)線(xiàn)地址的IP地址范圍管理和分配功能，地址分配管理模塊類(lèi)圖如圖4所示。

3.2.1 IP地址分配實(shí)現(xiàn)

根據(jù)不同類(lèi)型IP地址設(shè)計(jì)不同的分配機(jī)制，本系統(tǒng)主要針對(duì)PPPoE地址的專(zhuān)線(xiàn)地址的分配功能進(jìn)行描述。

PPPoE地址分配功能實(shí)現(xiàn)：

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)主機(jī)的IP地址分配，就是結(jié)合DHCP提供的服務(wù)機(jī)制，為每臺(tái)用戶(hù)主機(jī)分配對(duì)應(yīng)的IP地址及相關(guān)配置參數(shù)。PPPoE地址分配功能主要通過(guò)普通地址分配類(lèi)LLGeneraIIPAllocationService的相關(guān)方法完成，具體流程如下：

第一步：客戶(hù)在本子網(wǎng)段內(nèi)廣播一個(gè)DHCPDISCOVER報(bào)文，。BOOTP轉(zhuǎn)發(fā)代理可以將這個(gè)報(bào)文傳送到不在這個(gè)網(wǎng)段內(nèi)的DHCP服務(wù)器上。

第二步：有空閑地址的DHCP服務(wù)器都響應(yīng)這個(gè)報(bào)文，在響應(yīng)報(bào)文中包括了可用的地址，這個(gè)地址在報(bào)文的yiaddr字段中，其它的配置參數(shù)在DHCP選項(xiàng)中。

第三步：客戶(hù)將會(huì)接收到一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器發(fā)來(lái)的地址和配置參數(shù)。如果客戶(hù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到任何服務(wù)器的回應(yīng)，它會(huì)再次發(fā)送DHCPDISCOVER。

第四步：沒(méi)有被選擇的服務(wù)器將DHCPREQUEST視為拒絕包。那個(gè)被選擇的服務(wù)器會(huì)記錄這個(gè)地址已經(jīng)有人用了，并以包含配置參數(shù)的DHCPACK包返回給客戶(hù)。

第五步： 客戶(hù)可以通過(guò)發(fā)送DHCPPRELEASE包取消租用。

4 結(jié)束語(yǔ)

IP地址管理系統(tǒng)能夠有效解決運(yùn)營(yíng)商內(nèi)部在IP地址管理過(guò)程中的混亂問(wèn)題，能夠?qū)π畔h(huán)境和核心業(yè)務(wù)效率進(jìn)行改善。將先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和信息化管理技術(shù)手段應(yīng)用到IP地址管理業(yè)務(wù)中，能夠?qū)P地址管理工作由人工模式跨越到自動(dòng)化處理模式，在提升管理效率的同時(shí)，較大程度地降低了人工模式存在是失誤風(fēng)險(xiǎn)，為企業(yè)的業(yè)務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)提供有效保障。

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