运营商IP地址管理系统的设计与应用

杨明

摘要 IP地址管理系统能够有效解决运营商内部在IP地址管理过程中的混乱问题，能够对信息环境和核心业务效率进行改善，较大程度地降低了人工模式存在的失误风险，为企业的业务运转提供有效保障。在设计与实现方面，本文对系统的网络架构和软件层次架构进行设计。系统实现部分，结合UML建模工具对地址采集管理模块、地址分配管理模块、地址查询管理模块、地址闽值预警模块、地址统计分析模块和系统管理模块的页面、流程、方法进行实现。从IP地址管理系统的实际运行效果来看，该系统有效地提高了企业IP地址分配的工作效率，为企业的IP地址管理工作提供可靠的辅助。

【关键词】IP地址 地址采集 地址分配 运营支撑

1 引言

1.1 设计背景及目标

近年来网络的发展，给人们的工作和生活带来了巨大的变化。面对上网人数几何级数的增长，IP地址的严重不足已经成为制约各运营商发展的最大瓶颈;基于目前这种现状，IP地址资源的分配和管理也顯得日益重要起来;运营商级别的大型、复杂的网络，实现计算机网络系统IP地址资源的自动化管理，是急需解决的问题，也是新形势下IP地址管理的发展趋势。

1.2 设计思路

IP地址管理系统进行设计和实现的具体功能任务如下：

（l）完成基于Spring MVC框架下IP地址管理系统的WEB页面管理，采用Ajax访问URL调用功能的方式进行网络架构搭建等内容的处理。

（2） IP地址的采集存储设计与实现。

IP地址信息通过SNMP技术和DHCP技术进行采集和分配，从不同的设备上进行配置采集，通过关键字筛选，进行计算汇总。

（3） IP地址的统计分析设计与实现。

提供特殊条件下的报表统计功能，及时反映资源的供需情况，分析地址使用的合理性。

（4）地址使用情况预警设计与实现。

IP地址管理系统中，设定有地址池的使用率预警功能，数字通过标红、告警短信等手段进行预警，通知维护人员。

2 IP地址管理系统设i

2.1系统网络结构设计

本系统采用了B/S的架构进行开发，浏览器端可以采用IE内核的浏览器，服务器则通过内部网络访问数据库服务器。

数据库方面，分为存储数据的库和存储配置信息的库。

备份服务器和数据库通过高性能的磁盘阵列、双存储交换机和部分服务器安装HBA卡实现SAN存储结构。

2.2 系统软件层次架构设计

根据系统的应用需求和软件技术特点，对IP地址管理系统的软件层次架构进行搭建，将整个软件系统分为人机交互层、业务应用层、基础应用层、数据持久层。如图1所示。

2.3 系统功能模块设计

IP地址管理系统的功能模块图，如图2所示，主要包含地址采集管理、地址分配管理等六个基本模块。

3 lP地址管理系统实现

本章节结合第二章的功能要求进行主要模块的实现介绍，结合UML建模工具对各模块的页面、流程、方法进行描述。

3.1 地址采集管理模块实现

地址采集管理模块主要负责对所有被管理的护地址定时执行扫描。采集扫描功能能够将目前运营商运营范围内的IP地址和使用状态和分配状态进行掌握。主要包括地址扫描管理类LLIPScanService（复制定时和自动地址扫描）、地址管理类LLIPManagerService（负责手动维护采集IP地址信息）和数据管理类LLDAO（负责数据库的相关操作）。

地址采集管理功能顺序图如图3所示。

3.2 地址分配管理模块实现

地址分配管理模块包括普通PPPoE地址、NAT444地址以及政企专线地址的IP地址范围管理和分配功能，地址分配管理模块类图如图4所示。

3.2.1 IP地址分配实现

根据不同类型IP地址设计不同的分配机制，本系统主要针对PPPoE地址的专线地址的分配功能进行描述。

PPPoE地址分配功能实现：

系统实现对用户主机的IP地址分配，就是结合DHCP提供的服务机制，为每台用户主机分配对应的IP地址及相关配置参数。PPPoE地址分配功能主要通过普通地址分配类LLGeneraIIPAllocationService的相关方法完成，具体流程如下：

第一步：客户在本子网段内广播一个DHCPDISCOVER报文，。BOOTP转发代理可以将这个报文传送到不在这个网段内的DHCP服务器上。

第二步：有空闲地址的DHCP服务器都响应这个报文，在响应报文中包括了可用的地址，这个地址在报文的yiaddr字段中，其它的配置参数在DHCP选项中。

第三步：客户将会接收到一个或多个服务器发来的地址和配置参数。如果客户在规定时间内没有收到任何服务器的回应，它会再次发送DHCPDISCOVER。

第四步：没有被选择的服务器将DHCPREQUEST视为拒绝包。那个被选择的服务器会记录这个地址已经有人用了，并以包含配置参数的DHCPACK包返回给客户。

第五步： 客户可以通过发送DHCPPRELEASE包取消租用。

4 结束语

IP地址管理系统能够有效解决运营商内部在IP地址管理过程中的混乱问题，能够对信息环境和核心业务效率进行改善。将先进的数据采集和信息化管理技术手段应用到IP地址管理业务中，能够将IP地址管理工作由人工模式跨越到自动化处理模式，在提升管理效率的同时，较大程度地降低了人工模式存在是失误风险，为企业的业务运转提供有效保障。

参考文献

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[2]杨尉，冷小洁，栾卫平等.IP地址管理模式[J].电子技术与软件工程，2017 （15）：30-31.

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