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如今,互联网已经渗透了我们工作生活中的方方面面。用户想要获得互联网服务,首先必须获得IP地址。面对大量用户想要同时获取有效的IP地址,仅仅靠提高单台DHCP服务器的硬件性能已经不能解决问题。如果将集群引入到DHCP服务器,有多个服务器同时为用户分配IP地址,这样不仅能够提高DHCP服务的数据处理能力和服务能力,并且每台服务器还能承担一定的容错任务。将集群引入到DHCP服务器中,一个亟需解决的问题就是服务器的负载均衡问题。本文通过对国内外相关研究的调研以及作者自身的研究探索,设计并实现了一个切实可行的基于集群的DHCP负载均衡系统。通过对课题的理解以及对业务需求的分析,本文将课题分解为DHCP分流,负载均衡服务器与服务器的通信,负载均衡服务器的冗余这三个关键部分。在DHCP分流方面,设计并实现了:(1)基于IP分配率和服务器效率的负载均衡算法;(2)针对DHCP请求报文类型的不同,采取不同的分流;(3)对服务器的响应报文进行重定位。在负载均衡服务器与服务器的通信方面,设计并实现了:(1)负载均衡服务器与服务器的通信协议;(2)服务器在负载均衡服务器上的注册注销;(3)负载均衡服务器定时检测服务器状态;(4)IP分配率阈值的计算。在负载均衡服务器冗余方面,分析对比了现有的开源冗余软件,并使用Heartbeat部署实现了负载均衡服务器的冗余服务。目前业界部署实现的DHCP服务器较多,但基本都是双机服务器,本文将DHCP服务器集群化,提出并设计了一种通过DHCP服务调度器实现DHCP服务器在集群环境下的负载均衡算法。该工作对DHCP集群化领域的研究具有重要意义。最后,本文根据设计方案,在ISC DHCP源码上进行了二次开发,设计实现了基于集群的DHCP负载均衡系统,并对其进行了功能测试和性能测试,测试结果表明本方案切实可行。