基于DHCP的IP快速定位技術在電力行業的應用研究

摘 要 隨著電力行業信息化應用的不斷發展，每個電力企業內的局域網終端數量龐大，傳統的局域網終端定位技術均采用人工在網絡交換機中輸入命令行進行查找，存在運維管理復雜、查找時間長、運維效率低等問題，已不能適應網絡信息安全及提供優質網絡服務的快速響應要求。基于DHCP的IP快速定位技術的出現極大簡化了局域網終端的查找功能，實現了局域網終端的快速定位，有利于提升網絡智能化管理水平與服務能力，為解決目前局域網終端定位問題提供了新的方向。本文對現有DHCP技術及網絡技術進行研究，詳細闡述基于DHCP的IP快速定位技術的體系架構、特點及發展現狀，重點分析基于DHCP的IP快速定位技術在局域網終端管理的應用，進一步降低網絡管理運營成本，為提升網絡智能化管理水平與網絡信息安全等方面提供了新的選擇。

關鍵詞 DHCP技術;網絡技術;信息安全

Based on the DHCP IP rapid positioning technology in the application of the power industry

TAN Xiong-hua

CSG Guangdong Power Grid Dongguan Power Supply Bureau，Dongguan， Guangdong 523008

Abstract： With the continuous development of power industry informationization application in each electric power enterprise local area network （LAN） terminals in large Numbers， the traditional local area network terminal positioning technology adopt manual input command line to look up in the network switch， there are complex operations management， looking for a long time， low operational efficiency problem， already can not adapt to network information security and provide high quality network service fast response requirements. Based on the emergence of DHCP IP rapid positioning technology greatly simplifies the search function of local area network terminal， to achieve the fast positioning of local area network terminal， to improve the network intelligent management level and service capabilities， to solve the current local area network terminal positioning problem provides a new direction. In this paper， the existing DHCP technology and network technology is studied， in detail based on DHCP IP rapid positioning technology architecture， characteristics and development status of key analysis based on DHCP IP rapid positioning technology application in local area network terminal management， further reduce operating costs， enhance the level of network intelligent management network management and network information security provides a new choice.

Key words：? DHCP technology; Network technology; Information security

引言

為了滿足電力行業信息化應用的不斷發展，結合目前動態主機配置協議（DHCP）及網絡交換技術在電力行業的成熟應用，采用DHCP與網絡交換技術相融洽運用到局域網終端快速定位。DHCP擁有靈活的IP地址分配、IP 識別、域名解釋、網絡探測等能力，通過 ICMP、 NETBIOS、 ARP 多協議主動探知網內在線地址，實現對局域網內部終端IP地址自動分配及網絡端口探測，從而有利于提升網絡終端的自動化控制與管理能力，大幅降低網絡終端定位運維成本，滿足網絡管理人員快速、高效定位終端所有位置的業務需求和網絡安全管理要求，促進對網絡運維管理技術創新發展。

1IP快速定位網絡架構

DHCP，動態主機配置協議，前身是BOOTP協議，是一個局域網的網絡協議，使用UDP協議工作，常用的2個端口：67（DHCP server），68（DHCP client）。DHCP通常被用于局域網環境，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使client動態的獲得IP地址、Gateway地址、DNS服務器地址等信息，并能夠提升地址的使用率。簡單來說，DHCP就是一個不需要賬號密碼登錄的、自動給內網機器分配IP地址等信息的協議。

ZDNS系統作為專業的地址（域名、IP）管理解決方案，將高性能 DHCP、地址分配和準入、IP識別、IP地址定位等IP管理各個環節納入一套系統進行一體化集中管理。其IP動態感知是指地址管理系統對網絡內的IP使用狀態進行主動探測發現，記錄在線狀態、定位接入位置、識別身份特征、發現沖突等，是檢驗企業地址管理水平是否從本質上提升的重要依據。動態感知地址狀態并完整呈現給管理者是第二代地址管理系統的主要核心特征，是提高地址管理效率、提升網絡通信質量、解決和規避網絡問題的重要手段，實現了IP運維和管理的自動化。

本文重點是采用ZDNS系統的IP地址自動定位功能，對現有網絡設備及DHCP系統進行整合，通過采用DHCP系統與網絡系統進行功能及數據整合，實現基于DHCP的網絡終端快速定位功能設計。結合企業內現有的網絡交換機通過snmp協議探測開啟snmp協議（v1和v2c版本），讀取交換機的mib庫，提取交換機名稱、端口信息、arp表、mac表、vlan等信息，將這些信息集中展現出交換機的基本信息，DHCP服務器還會將探測的交換機信息與在線的ip進行關聯，ip關聯arp表，找到對應的mac地址，mac地址再與探測獲取到接入交換機的mac表對應，找到對應的最終端口號，最后將這些信息關聯到網絡管理，通過查看網絡管理里面的ip就可以看到掃描接口號，找到終端對應的接入交換機端口號，實現基于DHCP的IP快速定位功能[1]。其網絡架構如圖1。

2IP快速定位技術特點及優勢

2.1 技術特點

基于DHCP主要技術特點主要體現在以下三個方面。

（1） DHCP客戶端。在支持DHCP功能的網絡設備上將指定的端口作為DHCP Client，通過DHCP協議從DHCP Server動態獲取IP地址等信息，來實現設備的集中管理。一般應用于網絡設備的網絡管理接口上。

（2） DHCP服務器。DHCP服務器指的是由服務器控制一段IP地址范圍，客戶端登錄服務器時就可以自動獲得服務器分配的IP地址和子網掩碼。

（3） 地址管理。地址管理功能實現 ZDNS系統的DHCP、IPAM數據統一配置管理功能，可以統一配置集群環境下的DHCP數據，并將數據下發到各設備節點。地址管理提供 IPAM 管理、DHCP 管理功能，IPAM 管理包括：

--網絡管理：進行 IPv4/IPv6 網絡劃分管理，可視化圖標監控網絡內 IP 地址狀態。

--網絡探測：配置和探測網絡內IP信息。

--設備探測：配置和探測網絡內設備（如交換機）的 IP、MAC 信息。

--MAC 管理：進行 MAC 地址及其拓展屬性的配置管理。

--地址池管理：配置 DHCP 地址池、固定地址、保留地址及其相關參數。

2.2 技術優勢

基于DHCP的IP快速定位技術與傳統網絡定位技術相比具有以下三大優勢。

第一，引入基于DHCP系統“一鍵定位”功能，實現了網絡設備和DHCP的功能整合，確保使用更加便捷。

第二，通過網絡設備與DHCP系統的無縫融合，減少人工操作，也降低了出錯率，提高定位效率。

第三，通過DHCP服務器進行網絡探測、IP管理，相對于傳統方法的全程“人工式”命令行操作，大大減少終端的定位時間，節省網絡運維成本[2]。

3IP快速定位技術在企業局域網的應用

3.1 IP快速定位技術在企業局域網應用的必要性

目前，很多電力企業的聯網終端達近萬臺，這么龐大的終端數量不但提高了網絡安全防護難度，而且占據了大量的網絡運維時間，主要有以下兩個方面：

一是終端安全防護難度大。雖然已部署了相關終端安全防護系統，能及時發現網絡中存在問題的終端（如終端病毒感染、漏打補丁、安裝違規軟件、不按要求命名等），但不能快速自動定位到終端所在具體位置，不能及時對問題終端進行整改，危害到整個網絡安全，甚至造成網絡安全事件，對正常業務的開展造成嚴重影響。

二是占據了大量的網絡運維時間。主要表現在新增終端、終端所在位置調整、終端安全策略變更等均需要對終端聯網端口重新進行業務配置，但目前仍沒有系統實現對終端所在聯網端口進行快速自動定位，完全依賴網絡運維人員通過手工敲入命令去查找終端所在的網絡端口位置，浪費了大量的運維時間，運維效率低，甚至影響用戶的正常業務開展。

在以上兩個方面中，終端定位時間長的問題與確保網絡安全穩定運行，為用戶提供快速、高效服務之間的矛盾尤為突出的，解決該問題有著極大的實際意義。安全策略集中部署和管理，可以在控制器或上層應用靈活定制網絡功能，更好滿足企業網絡的需求。

3.2 IP快速定位技術方案

（1）企業內網交換機的配置

通過開展網絡交換機snmp協議，讀取交換機的mib庫，提取交換機名稱、端口信息、arp表、mac表、vlan、端口號等信息，然后將交換機這些基本信息傳送到DHCP服務器并與在線的局域網終端IP進行關聯。本項目實施網絡交換機品牌有三個，snmp協議配置文件如下：

（2）企業內網安全策略的配置

根據DHCP服務器IP地址及全局網絡交換機管理IP地址清單，在所經的網絡安全設備（防火墻）中開通對應的訪問策略，允許DHCP服務器能正常獲取全局網絡交換機snmp協議信息。

（3）企業內網DHCP服務器的配置

DHCP服務器能正常獲取網絡交換機snmp協議信息后，在DHCP服務器中完成相關網絡設備配置及終端定位功能配置。DHCP系統配置如下：

4結束語

IP快速定位技術作為一種創新型的網絡架構，它解決了傳統網絡管理中無法避免的操作復雜、步驟煩瑣、消耗時間長等問題，將IP快速定位技術運用到企業內網管理中實現了對問題終端的快速定位，使得網絡運維更加軟件化、敏捷化，提供自動、安全、靈活、有效的快速定位功能，為企業內網網絡管理人員大大減少日常運維耗時、降低運維成本、提高用戶體驗提供了新的選擇，在電力行業企業內網運維管理中起到良好的推動作用。

參考文獻

[1] 佚名.ZDNS T產品白皮書[ED/OL].https：//www.docin.com/p-2032390538.html，2017-10-26.

[2] 曹茸.DHCP網絡環境的構建與實現[J].電子科技，2011，24（7）：106-108.

作者簡介

譚雄華（1972-），男，廣東東莞人;學歷：本科，工程師，現就職單位：現供職于廣東電網公司東莞供電局，研究方向：電力企業信息化建設管理。