運營商IP地址管理系統的設計與應用

楊明

摘要 IP地址管理系統能夠有效解決運營商內部在IP地址管理過程中的混亂問題，能夠對信息環境和核心業務效率進行改善，較大程度地降低了人工模式存在的失誤風險，為企業的業務運轉提供有效保障。在設計與實現方面，本文對系統的網絡架構和軟件層次架構進行設計。系統實現部分，結合UML建模工具對地址采集管理模塊、地址分配管理模塊、地址查詢管理模塊、地址閩值預警模塊、地址統計分析模塊和系統管理模塊的頁面、流程、方法進行實現。從IP地址管理系統的實際運行效果來看，該系統有效地提高了企業IP地址分配的工作效率，為企業的IP地址管理工作提供可靠的輔助。

【關鍵詞】IP地址 地址采集 地址分配 運營支撐

1 引言

1.1 設計背景及目標

近年來網絡的發展，給人們的工作和生活帶來了巨大的變化。面對上網人數幾何級數的增長，IP地址的嚴重不足已經成為制約各運營商發展的最大瓶頸;基于目前這種現狀，IP地址資源的分配和管理也顯得日益重要起來;運營商級別的大型、復雜的網絡，實現計算機網絡系統IP地址資源的自動化管理，是急需解決的問題，也是新形勢下IP地址管理的發展趨勢。

1.2 設計思路

IP地址管理系統進行設計和實現的具體功能任務如下：

（l）完成基于Spring MVC框架下IP地址管理系統的WEB頁面管理，采用Ajax訪問URL調用功能的方式進行網絡架構搭建等內容的處理。

（2） IP地址的采集存儲設計與實現。

IP地址信息通過SNMP技術和DHCP技術進行采集和分配，從不同的設備上進行配置采集，通過關鍵字篩選，進行計算匯總。

（3） IP地址的統計分析設計與實現。

提供特殊條件下的報表統計功能，及時反映資源的供需情況，分析地址使用的合理性。

（4）地址使用情況預警設計與實現。

IP地址管理系統中，設定有地址池的使用率預警功能，數字通過標紅、告警短信等手段進行預警，通知維護人員。

2 IP地址管理系統設i

2.1系統網絡結構設計

本系統采用了B/S的架構進行開發，瀏覽器端可以采用IE內核的瀏覽器，服務器則通過內部網絡訪問數據庫服務器。

數據庫方面，分為存儲數據的庫和存儲配置信息的庫。

備份服務器和數據庫通過高性能的磁盤陣列、雙存儲交換機和部分服務器安裝HBA卡實現SAN存儲結構。

2.2 系統軟件層次架構設計

根據系統的應用需求和軟件技術特點，對IP地址管理系統的軟件層次架構進行搭建，將整個軟件系統分為人機交互層、業務應用層、基礎應用層、數據持久層。如圖1所示。

2.3 系統功能模塊設計

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

3 lP地址管理系統實現

本章節結合第二章的功能要求進行主要模塊的實現介紹，結合UML建模工具對各模塊的頁面、流程、方法進行描述。

3.1 地址采集管理模塊實現

地址采集管理模塊主要負責對所有被管理的護地址定時執行掃描。采集掃描功能能夠將目前運營商運營范圍內的IP地址和使用狀態和分配狀態進行掌握。主要包括地址掃描管理類LLIPScanService（復制定時和自動地址掃描）、地址管理類LLIPManagerService（負責手動維護采集IP地址信息）和數據管理類LLDAO（負責數據庫的相關操作）。

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現

地址分配管理模塊包括普通PPPoE地址、NAT444地址以及政企專線地址的IP地址范圍管理和分配功能，地址分配管理模塊類圖如圖4所示。

3.2.1 IP地址分配實現

根據不同類型IP地址設計不同的分配機制，本系統主要針對PPPoE地址的專線地址的分配功能進行描述。

PPPoE地址分配功能實現：

系統實現對用戶主機的IP地址分配，就是結合DHCP提供的服務機制，為每臺用戶主機分配對應的IP地址及相關配置參數。PPPoE地址分配功能主要通過普通地址分配類LLGeneraIIPAllocationService的相關方法完成，具體流程如下：

第一步：客戶在本子網段內廣播一個DHCPDISCOVER報文，。BOOTP轉發代理可以將這個報文傳送到不在這個網段內的DHCP服務器上。

第二步：有空閑地址的DHCP服務器都響應這個報文，在響應報文中包括了可用的地址，這個地址在報文的yiaddr字段中，其它的配置參數在DHCP選項中。

第三步：客戶將會接收到一個或多個服務器發來的地址和配置參數。如果客戶在規定時間內沒有收到任何服務器的回應，它會再次發送DHCPDISCOVER。

第四步：沒有被選擇的服務器將DHCPREQUEST視為拒絕包。那個被選擇的服務器會記錄這個地址已經有人用了，并以包含配置參數的DHCPACK包返回給客戶。

第五步： 客戶可以通過發送DHCPPRELEASE包取消租用。

4 結束語

IP地址管理系統能夠有效解決運營商內部在IP地址管理過程中的混亂問題，能夠對信息環境和核心業務效率進行改善。將先進的數據采集和信息化管理技術手段應用到IP地址管理業務中，能夠將IP地址管理工作由人工模式跨越到自動化處理模式，在提升管理效率的同時，較大程度地降低了人工模式存在是失誤風險，為企業的業務運轉提供有效保障。

參考文獻

[1]耿雪瑩，基于SNMP的IP地址管理系統開發與應用[J].黑龍江電力，2017，39 （01）：92-94.

[2]楊尉，冷小潔，欒衛平等.IP地址管理模式[J].電子技術與軟件工程，2017 （15）：30-31.

[3]匡珍春.Oracle數據庫優化設計探討[J]，信息安全與技術，2016 （02）：69-71.