动态主机配置协议租用分派制造技术

本公开的各实施例总体上涉及动态主机配置协议租用分派。在一个示例中，从连接到网络的客户端设备接收动态主机配置协议(DHCP)租用请求。基于DHCP租用请求，在租用时间为客户端设备分配互联网协议(IP)地址。接收第一租用续订请求。基于以下项来预测租用时间块的利用概率：历史租用模式、设备特性、业务信息和DHCP信息。基于利用概率和奖励值的组合，租用时间块被分派以用于续租。对于每个分派，基于以下项来调节奖励值：网络中的部署特性和业务负载以及客户端设备的网络连接持续时间。基于针对多个分派之上的租用时间块的奖励值来确定针对租用时间块的归一化奖励值。对租用时间块的归一化奖励值。对租用时间块的归一化奖励值。

【技术实现步骤摘要】
动态主机配置协议租用分派

技术介绍

[0001]计算机网络可以包括使用互联网协议(IP)进行通信的设备。IP地址可以被分配给计算机网络中的每个设备。IP地址可以在设备加入网络时动态分配，也可以基于设备的硬件/软件配置来静态分配。动态IP地址可以由动态主机配置协议(DHCP)服务器分配给设备。DHCP允许设备在网络上共享IP地址范围。
附图说明
[0002]本公开的一些实现关于以下附图进行描述。
[0003]图1是用于DHCP租用分派的示例网络设备的框图；
[0004]图2是用于DHCP租用分派的示例方法的流程图；
[0005]图3A是用于调节用于DHCP租用分派的奖励值的示例方法的流程图；
[0006]图3B是用于调节用于DHCP租用分派的奖励值的另一示例方法的流程图；
[0007]图4是用于为租用续订分派租用时间块的另一示例方法的流程图；以及
[0008]图5是存储用于DHCP租用分派的机器可读指令的示例存储介质的框图。
[0009]在整个附图中，相同的附图标记表示相似但不一定相同的元素。这些图不一定按比例绘制，并且某些部件的尺寸可能被夸大以更清楚地说明所示示例。此外，附图提供了与说明书一致的示例和/或实现；然而，说明书不限于附图中提供的示例和/或实现。
具体实施方式
[0010]通常，DHCP是一种在IP网络上使用的网络管理协议，该网络管理协议用于使用客户端服务器架构将IP地址和其他通信参数自动分配给连接到网络的设备。DHCP消除了手动个体配置设备的需要。DHCP服务器可以使用DHCP为连接到网络的设备分配IP地址。在一个示例中，DHCP服务器可以实现为网络交换机或路由器或单独的计算设备中的硬件和软件的组合。网络可以包括多个DHCP服务器。
[0011]当诸如膝上型电脑、计算机、智能手机等客户端设备连接到网络时，它可以在网络中广播DHCP发现消息以获取网络中的DHCP服务器。DHCP服务器可以具有IP地址池，DHCP服务器可以将IP地址分配给请求客户端设备。DHCP服务器可以通过发送DHCP提供消息来响应于DHCP发现消息。DHCP提供消息可以包括可用于分配给客户端设备的IP地址、与IP地址相关联的租用时间、以及DHCP服务器的IP地址。租用时间是指分配给客户端设备的IP地址保持有效的持续时间。客户端设备可以请求续订IP地址的租用。如果在租用时间到期之前客户端设备没有续订租用，则在租用时间到期之后，IP地址可以被分配给另一设备。在接收到DHCP提供消息时，客户端设备可以向DHCP服务器发送DHCP请求消息，以接受可用于租用给客户端设备的IP地址。响应于接收到DHCP请求消息，DHCP服务器可以做出具有诸如客户端设备的媒体访问控制(MAC)地址等客户端标识符的条目，并且将所提供的IP地址与客户端标识符和租用时间相关联。
[0012]随着连接到网络的设备的激增，管理DHCP服务器中的IP地址池可能具有挑战性。
需要对分配给客户端设备的IP地址的租用时间进行最佳选择，以便有效使用IP地址池。通常，一旦DHCP服务器将IP地址分配给客户端设备，IP地址在租用时间内保持分配给客户端设备，直到到期，即使客户端设备可能未处于活动状态(例如，处于睡眠模式)或可能退出网络。因此，如果分配给客户端设备的IP地址的租用时间长于客户端设备保持活动或连接到网络的持续时间，则分配给客户端设备的IP地址可能会保持不必要的阻塞更长的时间，这可能会导致用于新设备加入网络的IP地址不可用。另一方面，如果分配给客户端设备的IP地址的租用时间短于客户端设备保持连接到网络的持续时间，则客户端设备可以请求续租。如果客户端设备长时间保持连接到网络，它可以请求频繁的租用续订，这可能会导致网络业务增加并且可能阻塞网络。因此，在上面讨论的场景中，租用分配可能效率低下，并且优化DHCP租用时间可能具有挑战性。
[0013]在本公开中，公开了管理客户端设备的DHCP租用时间的技术。在一个示例中，诸如DHCP服务器等网络设备可以从客户端设备接收DHCP租用请求。在一个示例中，客户端设备可以响应于从DHCP服务器接收到DHCP提供消息而发送DHCP租用请求。DHCP租用请求可以指示接受在DHCP提供消息中提供给客户端设备的IP地址。基于DHCP租用请求，网络设备可以在租用时间将IP地址分配给客户端设备。在一个示例中，租用时间可以被包括在DHCP提供消息中。网络设备可以从客户端设备接收第一租用续订请求。在一个示例中，客户端设备可以在租用时间的一半到期时发送第一租用续订请求。网络设备可以基于以下项来预测针对来自多个租用时间块中的租用时间块的利用概率：与客户端设备相关联的历史租用模式、设备特性、业务信息和DHCP信息。
[0014]在一个示例中，预测可以使用人工神经网络(ANN)来执行。基于租用时间块的利用概率和奖励值的组合，网络设备可以将租用时间块分派给客户端设备以用于IP地址的租用续订。在一个示例中，奖励值来自耦合到ANN的强化学习(RL)模型。对于租用时间块的每次分派，网络设备可以基于以下项来调节租用时间块的奖励值：网络的部署特性、网络中的业务负载、以及客户端设备的网络连接持续时间。基于针对多个分派之上的租用时间块的奖励值，网络设备可以确定针对租用时间块的归一化奖励值。使用基于奖励值而调节的利用概率的组合允许更好地预测租用时间块的利用概率，并且进而导致更准确地分派租用时间块以用于续租。
[0015]此外，利用本技术，由于使用客户端特定参数来预测利用概率，诸如与客户端设备相关联的历史租用模式、设备特性、业务信息和DHCP信息，租用时间块的分派可以针对不同客户端进行选择性优化。此外，由于利用概率与基于网络的部署特性、网络中的业务负载和客户端设备的网络连接持续时间而调节的奖励值相结合，因此在为续订分派租用时间块时也考虑总体网络性能。因此，利用本技术，可以使用利用概率和奖励值的组合来有效地管理IP地址的租用续订。
[0016]所描述的系统和方法可以在网络中实现DHCP的各种网络设备中实现。尽管本文中的描述参考在网络环境中实现的DHCP服务器，但这些方法和所描述的技术可以在实现DHCP功能的其他类型的设备(诸如网关、路由器等)中实现，尽管有一些变化。下面通过参考几个示例描述了本主题的各种实现。
[0017]参考图1至图5进一步描述了上述系统和方法。应当注意，描述和附图仅连同本文中描述的示例一起说明了本主题的原理，而不应当被视为被解释为对本主题的限制。因此
应当理解，可以设计各种布置，这些布置尽管本文中没有明确地描述或示出，但体现了本主题的原理。此外，本文中引用本主题的原理、方面和实施例以及其具体示例的所有陈述旨在涵盖其等同物。
[0018]图1是用于DHCP租用分派的示例网络设备100的框图。在一个示例中，网络设备100可以是DHCP服务器、路由器、网关等。网络设备100可以包括处理器102和存储器104，处理器102和存储器104可以通过通信链路(例如，总线)彼此耦合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网络设备，包括：处理器；以及非暂态的计算机可读介质，包括在由所述处理器执行时使所述网络设备执行以下操作的指令：从连接到网络的客户端设备接收动态主机配置协议DHCP租用请求；基于所述DHCP租用请求在租用时间内向所述客户端设备分配互联网协议IP地址；从所述客户端设备接收第一租用续订请求；基于以下项来预测针对来自多个租用时间块中的租用时间块的利用概率：与所述客户端设备相关联的历史租用模式、设备特性、业务信息和DHCP信息；基于所述租用时间块的所述利用概率和奖励值的组合来将所述租用时间块分派给所述客户端设备，以用于所述IP地址的租用续订；对于所述租用时间块的每次分派，基于以下项来调节针对所述租用时间块的所述奖励值：所述网络的部署特性、所述网络中的业务负载和所述客户端设备的网络连接持续时间；以及基于针对多个分派之上的所述租用时间块的奖励值来确定针对所述租用时间块的归一化奖励值。2.根据权利要求1所述的网络设备，其中用于调节所述奖励值的所述指令在由所述处理器执行时使所述网络设备：确定所述网络具有稀疏客户端设备部署或所述网络具有高业务负载；响应于所述客户端设备在所分派的所述租用时间块到期之前与所述网络断开连接，将所述奖励值增加未使用租用时间的一小部分；以及响应于从所述客户端设备接收到第二租用续订请求，将所述奖励值减少预定义惩罚。3.根据权利要求1所述的网络设备，其中用于调节所述奖励值的所述指令在由所述处理器执行时使所述网络设备：确定所述网络具有密集客户端设备部署或所述网络具有低业务负载；响应于从所述客户端设备接收到第二租用续订请求，将所述奖励值增加预定义奖金；以及响应于所述客户端设备在所分派的所述租用时间块到期之前与所述网络断开连接，将所述奖励值减少未使用租用时间的一小部分。4.根据权利要求1所述的网络设备，其中在由所述处理器执行时分派所述租用时间块的所述指令使所述网络设备：将所述租用时间块的所述利用概率与所述归一化奖励值相乘以获取针对所述租用时间块的续订概率；在所述RL模型的探索阶段，从所述多个租用时间块中选择随机租用时间块以用于分派；以及在所述RL模型的开发阶段，从所述多个租用时间块中选择具有最大续订概率的租用时间块以用于分派。5.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述多个租用时间块中的每个租用时间块将租用时间表示为时隙的倍数。
6.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述历史租用模式由以下项表示：所述客户端设备过去的租用续订次数、租用开始时间、租用到期时间和过去的连续租用续订次数。7.根据权利要求1所述的网络设备，其中与所述客户端设备相关联的所述业务信息由以下项表示：所述客户端设备的带宽消耗、所述客户端设备访问的业务的信誉、以及所述客户端设备访问的网络业务类别。8.根据权利要求1所述的网络设备，其中所述客户端设备的设备特性由以下项表示：基于设备指纹的设备类型、所述客户端设备的操作系统、所述客户端设备的位置、所述客户端设备的VLAN类别。9.根据权利要求1所述的网络设备，其中与所述客户端设备相关联的DHCP信息由DHCP选项请求列表表示并且加载在DHCP服务器上。10.一种方法，包括：从连接到网络的客户端设备接收动态主机配置协议DHCP租用请求；基于所述DHCP租用请求在租用时间内向所述客户端设备分配互联网协议IP地址；从所述客户端设备接收第一租用续订请求；基于以下项来预测针对来自多个租用时间块中的租用时间块的利用概率：与所述客户端设备相关联的历史租用模式、设备特性、业务信息和DHCP信息；基于所述利用概率和针对所述租用时间块的奖励值的组合来将所述租用时间块分派给所述客户端设备以用于所述IP地址的租用续订；针对所述租用时间块的每次分派，基于以下项来调节所述租用时间块的所述奖励值：所述网络的部署特性、所述网络中的业务负载和所述客户端设备的网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：慧与发展有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：