[发明专利]基于共享存储的DHCP地址库数据存取实现方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及利用UNIX系统的共享存储、命令行工具和高可靠性数据总线接口，实现具有高性能和高可用性的DHCP海量地址信息的存取方法。

二、背景技术

随着互联网业务的发展，电信运营商急需解决如何提高现有网络的多业务承载能力的问题。目前传统的DHCP(动态主机配置协议)系统，一般利用文件保存地址信息。这种方式，一方面操作性差、难于管理；另一方面，性能低下，难于支持大量并发用户。

而UNIX系统的共享存储并不能直接进行海量地址信息的存取。

三、发明内容

本发明的目的是：提供一种基于共享存储、命令行管理和CRB机制的高性能和高可用性的数据存取方式。尤其适用于数据存取频繁，数据关系灵活，数据安全性要求高和数据操作性高的场合。

基于共享存储的DHCP地址库数据存取实现方法，达到高性能和高可用性的DHCP共享存储地址库，其特征是

1)由UNIX共享存储模块创建DHCP系统表结构和数据结构，并设有基于相对地址的数据结构的应用程序接口(API)在共享存储模块上创建相应的数据结构：使用相对地址的数据结构的API创建数据结构；API在DHCP启动时快速并准确重建相应的数据结构，从而保证了DHCP系统的快速启动和恢复；所以API进程退出不会造成数据丢失，API进程恢复时由于关键数据结构是基于相对地址即偏移地址的，不需要重组原始数据，所以恢复速度很快；

2)数据存取方式的实现方法：根据数据关系从内核内存进行共享存取，数据关系包括共享存储加上定制化的数据结构；DHCP地址库的管理模块具有管理地址库数据的权限，DHCP服务核心模块具有地址库数据查询与状态变更的权限，DHCP命令行模块具有地址库数据查询权限，三个模块共享地址库数据；

3)DHCP命令行模块实现命令行管理查询和配置接口，客户端可通过统一的命令行进行共享存储地址库的查询和管理数据；

4)利用DHCP的CRB组件实现共享存储地址库的主备，正常情况下主存储地址库通过数据通道向备存储地址库同步地址数据，当CRB组件的高可靠性模块(HA)检测到主异常，备存储地址库自动切换为主存储地址库并接收新的地址数据，当原主存储地址库恢复，可从备存储地址库获取地址数据并恢复正常；

5)共享存储DHCP地址库内部通过相对地址寻址，共享存储重建引起的绝对地址变化不会影响数据的有效性；

6)共享存储DHCP地址库可选择性的恢复，存储地址库在软件系统重新运行时可以根据共享存储地址库的情况选择恢复的类型，如果共享存储地址库仍然存在，则直接在其上进行应用程序级的恢复；如果共享存储消失，而备服务正常则从备服务获取地址数据并进行系统级的恢复，如果备服务不存在，则可以从定时保存的文件进行系统级的恢复。

在DHCP系统中地址信息非常巨大，数据关联众多，数据结构多样，数据查询和更新频繁，所以采取共享存储加上定制化的数据结构，实现地址信息的保存和高速存取。

共享存储，作为一种非易失性存储，应该有一种快速保存和恢复的方法。在DHCP系统中，由于数据的特点和程序的快速启动要求，我们构建了一套基于相对地址的数据结构API(1ist，hashtable...)。这套API可以在DHCP启动时快速并准确重建相应的数据结构，从而保证了DHCP系统的快速启动和恢复。

共享存储是UNIX操作系统中进程问通信机制(IPC)的一种，共享存储允许两个或多个进程共享一给定的存储区。因为数据不需要在客户机和服务器之间复制，所以这是最快的一种IPC。在DHCP系统中地址信息非常巨大，数据关联众多，数据结构多样，数据查询和更新频繁，所以采取共享存储加上定制化的数据结构，实现地址信息的保存和高速存取。

本发明利用UNIX系统的共享存储，自行开发的命令行工具和CRB组件实现了一种高性能和高可用性的共享存储DHCP地址库。

CRB组件，是一套利用热备份服务来保证高可靠性的客户服务器模型库，包括主备状态检测和主备自动切换，在DHCP系统中主要用于将主DHCP服务器的共享存储中的内容同步到DHCP备服务器，以防止单台主机宕机造成共享存储信息丢失的问题。从而进一步提高共享存储地址库的高可用性。命令行工具，是一套开发的基于unix命令行工具，通过该工具可用连接任何提供命令行接口的服务器，并进行相关操作。