[发明专利]实现网络设备负载均衡的方法、系统和DHCP服务器

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种实现网络设备负载均衡的方法、 系统和DHCP服务器。

背景技术

近年来，随着互联网技术的快速发展，信息化建设已不再局限于固定场所， 交通工具等流动场所也极具潜力和市场，例如地铁、火车、公交车等。作为快 捷、舒适、载流量大的新型交通工具，地铁已经成为大都市群体生活的一部分， 群众对于地铁的多功能化需求日益突出。特别是随着智能化手机的普及，人们 对于公共网络产生了严重的依赖性，因此地铁的数字化建设已迫在眉睫，并已 成为绝大部分民众的生活需求，随时、随地、随需的网络体验已是大势所趋。

不同于传统的局域网络，地铁一般处于快速移动过程中，地铁网络具有用 户量大而流动频繁等特性，这些给现有网络技术带来了更高的要求，以及更多 的挑战，因此也带来了机遇。附图1是一个典型的无线局域网络拓扑，核心设 备上开启DHCPserver功能，全网无线用户通过手机或pad等无线客户端向核心 设备上获取动态IP地址。同时，在核心设备的接口上开启web认证或802.1x认证， 将全网用户的管理聚集在核心设备上，便于网络部署并降低后续监控维护的代 价。下联用户需向核心设备成功获取动态IP地址，并通过身份认证之后，才能 访问网络。核心设备既为DHCPserver，又为整网认证设备，所以其稳定性和 可靠性对于整网而言至关重要。其中，开启认证的设备被我们称为NAS (NetworkAccessSecurity)设备。

现有轨道交通方案的核心技术为DHCP、Supervlan、VRRP(虚拟路由冗 余协议VirtualRouterRedundancyProtocol)、web认证。如附图2所示，用户 通过AP、接入设备、汇聚设备、NAS到DHCP-Server获取DHCPIP地址，并在 NAS认证。汇聚设备为地铁线路的控制中心，每台汇聚控制着1～2条线路、下 挂接入设备8台、站台约30个。每个控制中心规划为一个Supervlan，每个站台 规划为Subvlan。多台核心设备中每两台构成1个热备组,1个热备组包括2个 VRRP备份组且互为主备关系，规划其中1个热备组为DHCP-Server， DHCP-Server根据每个VRRP虚IP地址建立同网段的地址池。

现有技术主要缺陷为：

当前的DHCP地址是根据VRRP组来分配，若某个地址池已分配的IP地址超 过该地址池的阈值，则新上线的用户会被分配到其他负载较低的地址池中， DHCP-Server轮询所有地址池，最后将符合条件地址池的IP地址分配给用户。 这种方法对于已承担大量用户认证的核心设备DHCP-Server压力较大，特别是 某台核心宕机，大量新用户上线，每一个新用户发送DHCPdiscover报文， DHCP-Server都要轮询地址池一次，导致DHCP-Server性能瓶颈。从而造成整网 中大量新上线的用户无法实时的正确的获取动态IP地址和认证。

因此，在现有的轨道交通网络环境中，如何保证在负载均衡的前提下，降 低DHCP-Server性能瓶颈的风险，从而实现用户的负载均衡是当前亟待解决的 问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种实现网络设备负载均衡的方法、系统和DHCP 服务器，提供了如下方案：

一种实现网络设备负载均衡的方法，应用在2N+1台核心设备组成的以太网 多环保护技术ERPS环网中，其中，一台核心设备作为所有其他核心设备的冗 余备机，除了该冗余备机以外的其他2N台核心设备每两台组成N个热备组，每 个热备组中有两对VRRP组，热备组中的两个核心设备分别为所述两对VRRP 组的主设备，每个VRRP组配置一个虚网关地址，所述冗余备机配置一个实网 关地址，其中一个热备组配置为DHCP服务器，每个网关设置一个地址池，N 为大于1的整数，包括以下步骤：

所述DHCP服务器接收客户端发送的携带所述VRRP组对应的虚网关地址 信息的DHCP请求；

当所述虚网关地址信息对应的地址池已分配的IP地址总数未达到阈值时， 根据所述虚网关地址信息对应的地址池为所述客户端反馈IP地址；

当所述虚网关地址信息对应的地址池已分配的IP地址总数达到阈值时，根 据所述实网关地址信息对应的地址池为所述客户端反馈IP地址。