專利名稱：：基于共享存儲的dhcp地址庫數(shù)據(jù)存取實現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及利用UNIX系統(tǒng)的共享存儲、命令行工具和高可靠性數(shù)據(jù)總線接口，實現(xiàn)具有高性能和高可用性的DHCP海量地址信息的存取方法。
背景技術(shù)：
：隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展，電信運營商急需解決如何提高現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的多業(yè)務(wù)承載能力的問題。目前傳統(tǒng)的DHCP(動態(tài)主機配置協(xié)議)系統(tǒng)，一般利用文件保存地址信息。這種方式，一方面操作性差、難于管理；另一方面，性能低下，難于支持大量并發(fā)用戶。而UNIX系統(tǒng)的共享存儲并不能直接進行海量地址信息的存取。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種基于共享存儲、命令行管理和CRB機制的高性能和高可用性的數(shù)據(jù)存取方式。尤其適用于數(shù)據(jù)存取頻繁，數(shù)據(jù)關(guān)系靈活，數(shù)據(jù)安全性要求高和數(shù)據(jù)操作性高的場合。基于共享存儲的DHCP地址庫數(shù)據(jù)存取實現(xiàn)方法，達到高性能和高可用性的DHCP共享存儲地址庫，其特征是1)由UNIX共享存儲模塊創(chuàng)建DHCP系統(tǒng)表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并設(shè)有基于相對地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序接口(API)在共享存儲模塊上創(chuàng)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用相對地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的API創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；API在DHCP啟動時快速并準確重建相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而保證了DHCP系統(tǒng)的快速啟動和恢復(fù)；所以API進程退出不會造成數(shù)據(jù)丟失，API進程恢復(fù)時由于關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是基于相對地址即偏移地址的，不需要重組原始數(shù)據(jù)，所以恢復(fù)速度很快；2)數(shù)據(jù)存取方式的實現(xiàn)方法根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)系從內(nèi)核內(nèi)存進行共享存取，數(shù)據(jù)關(guān)系包括共享存儲加上定制化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；DHCP地址庫的管理模塊具有管理地址庫數(shù)據(jù)的權(quán)限，DHCP服務(wù)核心模塊具有地址庫數(shù)據(jù)查詢與狀態(tài)變更的權(quán)限，DHCP命令行模塊具有地址庫數(shù)據(jù)查詢權(quán)限，三個模塊共享地址庫數(shù)據(jù)；3)DHCP命令行模塊實現(xiàn)命令行管理查詢和配置接口，客戶端可通過統(tǒng)一的命令行進行共享存儲地址庫的查詢和管理數(shù)據(jù)；4)利用DHCP的CRB組件實現(xiàn)共享存儲地址庫的主備，正常情況下主存儲地址庫通過數(shù)據(jù)通道向備存儲地址庫同步地址數(shù)據(jù)，當CRB組件的高可靠性模塊(HA)檢測到主異常，備存儲地址庫自動切換為主存儲地址庫并接收新的地址數(shù)據(jù)，當原主存儲地址庫恢復(fù)，可從備存儲地址庫獲取地址數(shù)據(jù)并恢復(fù)正常；5)共享存儲DHCP地址庫內(nèi)部通過相對地址尋址，共享存儲重建引起的絕對地址變化不會影響數(shù)據(jù)的有效性；6)共享存儲DHCP地址庫可選擇性的恢復(fù)，存儲地址庫在軟件系統(tǒng)重新運行時可以根據(jù)共享存儲地址庫的情況選擇恢復(fù)的類型，如果共享存儲地址庫仍然存在，則直接在其上進行應(yīng)用程序級的恢復(fù)；如果共享存儲消失，而備服務(wù)正常則從備服務(wù)獲取地址數(shù)據(jù)并進行系統(tǒng)級的恢復(fù)，如果備服務(wù)不存在，則可以從定時保存的文件進行系統(tǒng)級的恢復(fù)。在DHCP系統(tǒng)中地址信息非常巨大，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)眾多，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多樣，數(shù)據(jù)查詢和更新頻繁，所以采取共享存儲加上定制化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)地址信息的保存和高速存取。共享存儲，作為一種非易失性存儲，應(yīng)該有一種快速保存和恢復(fù)的方法。在DHCP系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)的特點和程序的快速啟動要求，我們構(gòu)建了一套基于相對地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)API(list,hashtable...)。這套API可以在DHCP啟動時快速并準確重建相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而保證了DHCP系統(tǒng)的快速啟動和恢復(fù)。共享存儲是UNIX操作系統(tǒng)中進程問通信機制(IPC)的一種，共享存儲允許兩個或多個進程共享一給定的存儲區(qū)。因為數(shù)據(jù)不需要在客戶機和服務(wù)器之間復(fù)制，所以這是最快的一種IPC。在DHCP系統(tǒng)中地址信息非常巨大，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)眾多，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多樣，數(shù)據(jù)查詢和更新頻繁，所以采取共享存儲加上定制化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)地址信息的保存和高速存取。本發(fā)明利用UNIX系統(tǒng)的共享存儲，自行開發(fā)的命令行工具和CRB組件實現(xiàn)了一種高性能和高可用性的共享存儲DHCP地址庫。CRB組件，是一套利用熱備份服務(wù)來保證高可靠性的客戶服務(wù)器模型庫，包括主備狀態(tài)檢測和主備自動切換，在DHCP系統(tǒng)中主要用于將主DHCP服務(wù)器的共享存儲中的內(nèi)容同步到DHCP備服務(wù)器，以防止單臺主機宕機造成共享存儲信息丟失的問題。從而進一步提高共享存儲地址庫的高可用性。命令行工具，是一套開發(fā)的基于imix命令行工具，通過該工具可用連接任何提供命令行接口的服務(wù)器，并進行相關(guān)操作。本發(fā)明的有益效果是隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展，電信運營商急需一個能快速為海量用戶分配地址和保存其配置的DHCP系統(tǒng)。目前傳統(tǒng)的DHCP系統(tǒng)多用文件保存地址信息和用戶信息，這種方式難以滿足上述需求。本發(fā)明提供一種利用UNIX共享存儲，命令行工具和CRB機制實現(xiàn)的高性能和高可用性的DHCP地址和用戶信息存取方式。且具有如下性能■內(nèi)存數(shù)據(jù)存儲，實現(xiàn)高性能的DHCP地址數(shù)據(jù)存?。弧鼋y(tǒng)一命令行接口，實現(xiàn)DHCP地址數(shù)據(jù)的易操作和易管理；■實時熱備份，實現(xiàn)DHCP地址數(shù)據(jù)的高可用性；■定時物理介質(zhì)保存與恢復(fù)，實現(xiàn)DHCP系統(tǒng)的災(zāi)難后恢復(fù)。四圖1是共享存儲地址庫的主備形式(主備關(guān)系)示意2是命令行操作查詢和管理共享存儲地址庫示意3是共享存儲地址庫定位數(shù)據(jù)示例(空閑地址查詢)示意4是DHCP系統(tǒng)表結(jié)構(gòu)示例五具體實施例方式實現(xiàn)高性能和高可用性的DHCP共享存儲地址庫的方法從內(nèi)核獲取共享存儲(以下是UNIX程序)1)使用ftok獲取一個key；2)根據(jù)需要預(yù)算共享存儲的大小；3)使用key獲取指定大小的共享存儲；4)劃分各表區(qū)域并創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。將表信息保存到共享存儲的指定區(qū)域。實現(xiàn)主備1)實現(xiàn)CRB的同步數(shù)據(jù)通道接口；2)實現(xiàn)主備服務(wù)狀態(tài)和共享存儲數(shù)據(jù)處理之間的關(guān)聯(lián)，保證數(shù)據(jù)的有效性。實現(xiàn)命令行接口地址庫實現(xiàn)各種查詢和管理接口，使得管理者可以通過命令行客戶端對共享庫各表信息、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息等進行查詢和管理。共享存儲保存將共享存儲地址庫通過內(nèi)存拷貝的方式直接保存到文件。共享存儲恢復(fù)共享存儲的恢復(fù)分為兩種。1)應(yīng)用程序級，是從已有共享存儲上恢復(fù)程序的運行；2)系統(tǒng)級的，系統(tǒng)級是需要先從文件重建共享存儲然后再進行應(yīng)用程序級的恢Μ.ο1.配置系統(tǒng)的內(nèi)存大小UNIX系統(tǒng)的共享存儲是建立在物理內(nèi)存的基礎(chǔ)之上的，所以能夠創(chuàng)建的共享存儲大小受系統(tǒng)內(nèi)存限制。DHCP系統(tǒng)的地址信息存取頻繁，要求極高的存取速度，所以使用數(shù)據(jù)條目長度固定然后通過相對地址尋址的方法來實現(xiàn)快速存取。既然數(shù)據(jù)條目長度固定，所以可以根據(jù)需要，預(yù)算需要創(chuàng)建的共享存儲大小，從而決定需要配置的物理內(nèi)存大小。2.獲取共享存儲地址庫，并規(guī)劃表和創(chuàng)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)從系統(tǒng)獲取預(yù)算大小的共享存儲，并創(chuàng)建預(yù)定義的表和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將相關(guān)信息保存到共享存儲的指定區(qū)域。此時可以從數(shù)據(jù)庫獲取地址數(shù)據(jù)。3.啟動命令行服務(wù)DHCP系統(tǒng)實現(xiàn)了共享存儲地址庫的命令行查詢和管理接口，可以通過這些接口查詢表信息，記錄信息和相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息。也可以通過這個接口增加，刪除和修改表或記錄信息。啟動命令行服務(wù)，就表示可以通過命令行客戶端執(zhí)行相應(yīng)的操作。此時可以通過命行客戶端配置和查詢地址數(shù)據(jù)。4.啟動主備服務(wù)由于共享存儲是基于內(nèi)存的，所以系統(tǒng)斷電或崩潰都會導致共享存儲消失，為避免這種情況發(fā)生后系統(tǒng)無法啟動，DHCP系統(tǒng)通過CRB的數(shù)據(jù)通道和HA來實現(xiàn)主備，備服務(wù)實時備份主服務(wù)的地址數(shù)據(jù)。當主服務(wù)共享存儲消失時，可以從備服務(wù)獲取地址數(shù)據(jù)。啟動主備服務(wù)，就是打開了主服務(wù)實時將地址信息同步到備服務(wù)的共享存儲地址庫的功能。5.打開定時保存將共享存儲地址庫的數(shù)據(jù)保存到文件，是另一個避免共享庫消失系統(tǒng)無法啟動的手段。DHCP系統(tǒng)具有定時保存的功能，該功能就是將共享存儲地址庫信息定時保存到文件。啟動定時保存功能，確保未啟動備的情況下，共享庫消失后能正常恢復(fù)。6.選擇恢復(fù)系統(tǒng)停止后可以根據(jù)共享存儲地址庫的情況選擇恢復(fù)的類型，如果共享存儲地址庫仍然存在，則直接在其上進行應(yīng)用程序級的恢復(fù)；如果共享存儲消失，而備服務(wù)正常則從備服務(wù)獲取地址數(shù)據(jù)并進行系統(tǒng)級的恢復(fù)，如果備服務(wù)不存在，則可以從定時保存的文件進行系統(tǒng)級的恢復(fù)。權(quán)利要求1.基于共享存儲的DHCP地址庫數(shù)據(jù)存取實現(xiàn)方法，達到高可用性的DHCP共享存儲地址庫，其特征是1)由UNIX共享存儲模塊創(chuàng)建DHCP系統(tǒng)表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并設(shè)有基于相對地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序接口API在共享存儲模塊上創(chuàng)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)使用相對地址的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的API創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；API在DHCP啟動時快速并準確重建相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，從而保證了DHCP系統(tǒng)的快速啟動和恢復(fù)；所以API進程退出不會造成數(shù)據(jù)丟失，API進程恢復(fù)時由于關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是基于相對地址即偏移地址的，不需要重組原始數(shù)據(jù)，所以恢復(fù)速度很快；2)數(shù)據(jù)存取方式的實現(xiàn)方法根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)系從內(nèi)核內(nèi)存進行共享存取，數(shù)據(jù)關(guān)系包括共享存儲加上定制化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；DHCP地址庫的管理模塊具有管理地址庫數(shù)據(jù)的權(quán)限，DHCP服務(wù)核心模塊具有地址庫數(shù)據(jù)查詢與狀態(tài)變更的權(quán)限，DHCP命令行模塊具有地址庫數(shù)據(jù)查詢權(quán)限，三個模塊共享地址庫數(shù)據(jù)；3)DHCP命令行模塊實現(xiàn)命令行管理查詢和配置接口，客戶端可通過統(tǒng)一的命令行進行共享存儲地址庫的查詢和管理數(shù)據(jù)；4)利用DHCP的CRB組件實現(xiàn)共享存儲地址庫的主備，正常情況下主存儲地址庫通過數(shù)據(jù)通道向備存儲地址庫同步地址數(shù)據(jù)，當CRB組件的高可靠性模塊(HA)檢測到主異常，備存儲地址庫自動切換為主存儲地址庫并接收新的地址數(shù)據(jù)，當原主存儲地址庫恢復(fù)，可從備存儲地址庫獲取地址數(shù)據(jù)并恢復(fù)正常；5)共享存儲DHCP地址庫內(nèi)部通過相對地址尋址，共享存儲重建引起的絕對地址變化不會影響數(shù)據(jù)的有效性；6)共享存儲DHCP地址庫可選擇性的恢復(fù)，存儲地址庫在軟件系統(tǒng)重新運行時可以根據(jù)共享存儲地址庫的情況選擇恢復(fù)的類型，如果共享存儲地址庫仍然存在，則直接在其上進行應(yīng)用程序級的恢復(fù)；如果共享存儲消失，而備服務(wù)正常則從備服務(wù)獲取地址數(shù)據(jù)并進行系統(tǒng)級的恢復(fù)，如果備服務(wù)不存在，則可以從定時保存的文件進行系統(tǒng)級的恢復(fù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)高性能和高可用性的DHCP共享存儲地址庫的方法，其特征是眷從內(nèi)核獲取共享存儲并采用UNIX程序1)使用ftok獲取一個key；2)根據(jù)需要預(yù)算共享存儲的大??；3)使用key獲取指定大小的共享存儲；4)劃分各表區(qū)域并創(chuàng)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。將表信息保存到共享存儲的指定區(qū)域。實現(xiàn)主備1)實現(xiàn)CRB的同步數(shù)據(jù)通道接口；2)實現(xiàn)主備服務(wù)狀態(tài)和共享存儲數(shù)據(jù)處理之間的關(guān)聯(lián)，保證數(shù)據(jù)的有效性。眷實現(xiàn)命令行接口地址庫實現(xiàn)各種查詢和管理接口，使得管理者可以通過命令行客戶端對共享庫各表信息、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息等進行查詢和管理。眷共享存儲保存將共享存儲地址庫通過內(nèi)存拷貝的方式直接保存到文件。眷共享存儲恢復(fù)共享存儲的恢復(fù)分為兩種應(yīng)用程序級,是從已有共享存儲上恢復(fù)程序的運行；系統(tǒng)級的，系統(tǒng)級是需要先從文件重建共享存儲然后再進行應(yīng)用程序級的恢復(fù)。全文摘要基于共享存儲的DHCP地址庫數(shù)據(jù)存取實現(xiàn)方法，1)由UNIX共享存儲模塊創(chuàng)建DHCP系統(tǒng)表結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；2)數(shù)據(jù)存取方式的實現(xiàn)方法根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)系從內(nèi)核內(nèi)存進行共享存??；3)DHCP命令行模塊實現(xiàn)命令行管理查詢和配置接口，客戶端可通過統(tǒng)一的命令行進行共享存儲地址庫的查詢和管理數(shù)據(jù)；4)利用DHCP的CRB組件實現(xiàn)共享存儲地址庫的主備；5)共享存儲DHCP地址庫內(nèi)部通過相對地址尋址，共享存儲重建引起的絕對地址變化不會影響數(shù)據(jù)的有效性；提供一種利用UNIX共享存儲，命令行工具和CRB機制實現(xiàn)的高性能和高可用性的DHCP地址和用戶信息存取方式。文檔編號G06F17/30GK102263817SQ20111018784公開日2011年11月30日申請日期2011年7月6日優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日發(fā)明者任建國,龐海東,楊震,繆治中,羅才敏,邢朝陽,陸志強申請人:南京聯(lián)創(chuàng)科技集團股份有限公司