在資料庫中檢索數據和向撥號上網用戶分配ip地址的方法
2023-07-25 16:25:31
專利名稱：在資料庫中檢索數據和向撥號上網用戶分配ip地址的方法
所屬領域本發明涉及一種在資料庫中快速檢索數據和向撥號上網用戶快速分配IP位址的方法，確切地說，涉及一種在資料庫中使用鍊表檢索數據的方法，以及如何向撥號上網的用戶快速分配空閒的IP位址的方法，屬於資料庫的應用技術領域。
例如，呼叫管理中心(CMC)是一用於對撥號上網的埠進行批發、管理的系統，其中有一功能是動態分配IP位址，以及把所有的IP位址統一管理起來，在用戶上網時動態地分配一個IP位址給其使用。此時，如要檢索數據(即IP位址)時，必須滿足以下兩點1、檢索的條件是沒有被佔用的IP位址，且每次只需檢索出一個IP位址，即一條記錄；而當該IP位址被檢索出來以後，將被分配給用戶使用，就不再符合被檢索的條件。這符合上面所說的前一種情況。由於呼叫管理中心希望能夠實時分配空閒的IP位址給用戶使用，所以其對檢索的速度要求較高；如採用遊標，肯定不能滿足要求。2、由於線路延遲等多種不確定的因素，當一個IP位址被釋放後，並不能確實保證該IP位址已經沒有用戶在使用，即其真正處於空閒狀態，而此時如將該IP位址再次被分配出去，將不能正常工作，故應儘可能地分配空閒時間最長的IP位址。這也是使用遊標時不能實現的。
本發明的另一目的是提供一種向撥號上網的用戶快速分配空閒的IP位址的方法，以使呼叫管理中心對於撥號上網的用戶和空閒的IP位址的管理更加高效。
本發明在資料庫中使用鍊表檢索數據的方法是這樣實現的包括有下列步驟(1)首先，根據符合條件的數據(或記錄)的狀況生成兩個資料庫表鍊表和節點表，以建立鍊表結構；其中鍊表的結構是由下述四個欄位所組成主鍵表示該一條鏈的代號，鍊表頭表示該鏈的第一個節點的編號，鍊表尾表示該鏈的最後一個節點的編號，本鍊表的節點數表示該鏈所擁有的節點總數；其中節點表的結構是由下述四個欄位所組成本節點編號表示該節點的編號，下一個節點表示該節點之後的下一個節點的編號，本節點所屬鍊表示該節點屬於哪一條鏈的代號，數據表示該節點的數據數值；(2)檢索數據時，只需取出鍊表頭節點即可，同時，執行下列操作修改鍊表，將鍊表頭改為原來的第二個節點，即將第一個節點從鍊表中去掉，並將鍊表的節點總數減1；(3)當有滿足條件的數據需要加入該鍊表時，則將其插入鍊表尾，具體操作是在節點表中是將鍊表尾節點從指向空改為指向新插入的數據所處於的節點編號，在鍊表中是取出鍊表尾，將該鍊表尾改為指向上述新插入的數據所處於的節點；再將鍊表的節點總數加1。
上述兩個資料庫表中，除了鍊表中的「本鍊表的節點數」中的數據為包括整數類型和浮點類型的數值類型以外，其餘各欄位可以為任何數據類型。
上述兩個資料庫表中的8個組成部分均為不允許空值的數據。
當上述被檢索的數據，還需在之後重新加入到原資料庫時，可將上述(2)、(3)兩個步驟合併成一個步驟(2)取出當前的鍊表頭，同時更新鍊表，將鍊表頭(first)改為原來的第二個節點，並將取出的該鍊表頭移至鍊表尾。
本發明向撥號上網的用戶快速分配空閒的IP位址的方法是這樣實現的包括有下列步驟(1)首先，生成兩個資料庫表IP位址段信息表和地址項信息表，以建立鍊表結構；其中IP位址段信息表的結構是由下述四個欄位所組成本IP位址段的編號表示該IP位址段的代號，空閒地址鍊表頭表示該IP位址段的第一個空閒地址的編號，空閒地址鍊表尾表示該IP位址段的最後一個空閒地址的編號，本IP位址段尚未分配出去的IP位址的數量表示該IP位址段所擁有的尚未分配出去的空閒IP位址的總數；其中地址項信息表的結構是由下述三個欄位所組成本IP位址所屬地址段的編號，空閒的IP位址，下一個空閒的IP位址。
(2)用戶在撥號上網時，需要一個ip地址，在檢索該ip地址時，只需取出鍊表頭節點即可，同時，執行下列操作修改鍊表，將鍊表頭改為原來的第二個節點，即將第一個節點從鍊表中去掉，並將鍊表的節點總數減1；(3)當用戶下網時，將其所使用的該ip地址釋放，並將該ip地址插入鍊表尾，具體操作是在節點表中，將鍊表尾節點從指向空改為指向新插入的ip地址所處於的節點編號；在鍊表中取出鍊表尾，並將該鍊表尾改為指向上述新插入的ip地址所處於的節點；再將鍊表的節點總數加1。
上述IP位址段信息表中的「本IP位址段的編號」與地址項信息表中的「本IP位址所屬地址段的編號」兩者的字母代號是完全相同的，以標明上述兩個表之間是屬於同一個鍊表的主從關係。
上述兩個資料庫表中的「本IP位址段的編號(bLock_id)」和「本IP位址段尚未分配出去的IP位址的數量(remain_ip)」的數據類型均為整數，其餘的5個組成部分的數據類型均為4比特的二進位數。
上述兩個資料庫表中的7個組成部分均為不允許空值的數據。
「鍊表」是一種在程序設計中經常使用的數據結構，本發明的方法是在資料庫中利用該「鍊表」數據結構，把符合相關檢索條件的各個數據進行順序排列而連成一條數據「鏈」。當檢索數據時，只需從該鍊表頭取出所在的數據，之後再把處理過的數據或其他滿足相關條件的數據或記錄重新放回到鍊表尾，這樣既可以迅速定位一條數據或記錄，又可實現順序檢索；避免了使用效率較低的遊標，提高了查找效率。所以，本發明使用鍊表在資料庫中檢索數據是一種頗有成效的快速檢索方法。
利用本發明「鍊表」結構的方法，可以在資料庫中迅速定位空閒的IP位址，並能將用戶釋放的IP位址放回到鍊表尾，實現順序檢索，保證撥號上網用戶的及時應用，滿足了CMC系統的要求。
圖2是本發明的鍊表結構中節點表的示意圖。
圖3是應用本發明的鍊表進行檢索的實施例示意圖。
圖4是利用鍊表結構動態分配IP位址所需建立的地址段信息表的示意圖。
圖5是利用鍊表結構動態分配IP位址所需建立的地址項信息表的示意圖。
上述兩個資料庫表中，除了鍊表中的「本鍊表的節點數」中的數據可為包括整數類型和浮點類型的數值類型以外，其餘各欄位可以為任何數據類型。而且，該兩個資料庫表中的8個組成部分均為不允許空值的數據。
下面結合圖3介紹本發明的一個實施例。
首先，假設初始狀態有三條記錄符合檢索條件，將其生成一條鍊表，具體操作的程序語句如下insert tbl_chain(chain_id，first，last，notenum)values(1，1，3，3)註解在鍊表(父表)中插入一條記錄，表示一條鍊表，該鍊表的編號為1，第一個節點的編號為1，最後一個節點的編號為3，總共有3個節點。insert tbl_chainote(note_id，next，chain_id，data)values(1，2，1，100)
註解在節點表(子表)中插入第1個節點，編號為1，下一個節點的編號為2，從屬於編號為1的鍊表，數據值為100。insert tbl_chainnote(note_id，next，chain_id，data)values(2，3，1，100)註解在節點表(子表)中插入第2個節點，編號為2，下一個節點的編號為3，從屬於編號為1的鍊表，數據值為100。insert tbl_chainnote(note_id，next，chain_id，data)values(3，null，1，100)註解在節點表(子表)中插入第3個節點，編號為1，下一個節點的編號為空，即沒有下一個節點，從屬於編號為1的鍊表，數據值為100，上面的null表示空。
在檢索數據時，只需取出鍊表頭節點即可假設該鍊表的編號(id)為1，所要執行的sql語句為修改父表將鍊表頭(first)改為原來的第二個節點，並將鍊表的節點總數(notenum)減1declare @first int/*定義一個變量@first，用於保存被檢索出來的數據*/select @first＝first from tbl_chain where chain_id＝1/*取出當前的鍊表頭*/update tbl_chain set first＝(select next from tbl_chainnote wherenote_id＝@first)，notenum＝notenum-1 where chain_id＝1/*並將父表中的鍊表頭指向第二個節點，即將第一個節點從鍊表中去掉，並將節點數減1*/return @first/*返回檢索出來的數據，即將該數據傳送給調用者*/假設該被檢索的數據項已經使用完畢，如需重新將其插入鍊表尾時，則進行下列操作假設該鍊表的編號(id)為1，要插入的節點的編號(id)為4，數據為100，則將子表中的鍊表尾節點由指向空改為指向新插入的第4個節點，並將父表中的鍊表尾(last)也指向第4個節點，以及將該鍊表的節點總數(notenum)加1declare @last int/*定義一個變量@last，用於保存當前的鍊表尾*/select @last＝last from tbl_chain where chain_id＝1/*取出當前的鍊表尾*/update tbl_chain set last＝4，notenum＝notenum+1 where chain_id＝1/*並將父表中的鍊表尾(last)也指向第4個節點，以及將該鍊表的節點總數(notenum)加1*/update tbl_chainnote set next＝4 where note_id＝@last/*將子表中的鍊表尾節點由指向空改為指向新插入的第4個節點*/上述使用鍊表檢索數據的方法步驟中有一從鏈中增加、刪除鍊表節點的過程，是適用於下列情況當數據項被檢索後，暫時不符合相關的檢索條件，故先將其從鍊表中去掉，待到該數據項符合條件時再添加上。如果該數據項被檢索後，還是符合相關的檢索條件時，則可將上面(2)、(3)兩個步驟合二為一，不需要從鏈中將該檢索到的數據所在的節點刪除，只需將該節點從鍊表頭移到鍊表尾即可。其主要是省略了對鍊表節點數作±1的操作，具體操作步驟如下(2)取出當前的鍊表頭，同時更新鍊表，將鍊表頭(first)改為原來的第二個節點，並將取出的該鍊表頭移至鍊表尾。declare @first int，@last int/*定義兩個變量＠first和@last，前者用於保存被檢索出來的數據，後者用於保存當前的鍊表尾*/select @first＝first，@last＝last from tbl_chain where chain_id＝1/*取出當前的鍊表頭，更新鍊表，將鍊表頭移至鍊表尾*/update tbl_chain set first＝(select next from tbl_chainnote wherenote_id＝@first)，last＝@first where chain_id＝1/*更新鍊表頭為第二個節點，並將父表中的鍊表尾(last)也指向原來的第1個節點*/update tbl_chainnote set next＝@first where note_id＝@lastreturn @first/*將子表中的鍊表尾節點由指向空改為指向原來的第1個節點*/通過上述方法，可以在資料庫中建立鍊表，快速地檢索數據，並實現順序檢索。
本發明又是一種向撥號上網的用戶快速分配空閒的IP位址的方法，包括有下列步驟(1)首先，生成兩個資料庫表IP位址段信息表(又稱父表，參見圖4)和地址項信息表(又稱子表，參見圖5)，以建立鍊表結構；其中IP位址段信息表的結構是由下述四個部分所組成本IP位址段的編號(列名block_id)表示該IP位址段的代號，空閒地址鍊表頭(列名first_ip)表示該IP位址段的第一個空閒地址的編號，空閒地址鍊表尾(列名last_ip)表示該IP位址段的最後一個空閒地址的編號，本IP位址段尚未分配出去的IP位址的數量(列名remain_ip)表示該IP位址段所擁有的尚未分配出去的空閒IP位址的總數；其中地址項信息表的結構是由下述三個部分所組成本IP位址所屬地址段的編號(列名block_id)，空閒的IP位址(列名ip_addr)，下一個空閒的IP位址(列名next_id)；(2)用戶在撥號上網時，需要一個ip地址，在檢索該ip地址時，只需取出鍊表頭節點即可，同時，執行下列操作修改鍊表，將鍊表頭改為原來的第二個節點，即將第一個節點從鍊表中去掉，並將鍊表的節點總數減1；(3)當用戶下網時，將其所使用的該ip地址釋放，並將該ip地址插入鍊表尾，具體操作是在節點表中，將鍊表尾節點從指向空改為指向新插入的ip地址所處於的節點編號；在鍊表中取出鍊表尾，並將該鍊表尾改為指向上述新插入的ip地址所處於的節點；再將鍊表的節點總數加1。
需要說明的是，上述IP位址段信息表中的「本IP位址段的編號」(列名block_id)與地址項信息表中的「本IP位址所屬地址段的編號」(列名block_id)兩者的字母代號是完全相同的，通過該block_id標明上述兩個表之間是屬於同一個鍊表的主從關係，也指明了兩者共同表示的鍊表的編號。
上述兩個資料庫表中的「本IP位址段的編號(block_id)」和「本IP位址段尚未分配出去的IP位址的數量(remain_ip)」的數據類型均為整數(int)，其餘的5個組成部分的數據類型均為4位元組的二進位數(binary(4))。且兩個資料庫表中的7個組成部分均為不允許空值的數據。
在IP位址段信息表(tbl_ipblock)中，每一條記錄都是表示一個地址段，相當於一條鍊表。該鍊表所對應的所有IP位址(節點)，均在地址項信息表(tbl_iplist)中，且由於空閒的IP位址(ip_addr)本身即為該節點的數據值，故與前述的鍊表結構比較，可以省去data欄位。
下面介紹應用該方法快速檢索IP位址的一個實施例，以便更好地說明之初始化時，先將該地址段的所有地址都添加到IP位址段信息表(父表，tbl_ipblock)中，並建好一條鍊表。
1、當用戶申請IP位址時，只要將鍊表頭從第一個地址分離出來即可。假設該地址段的編號(block_id)是1，所執行的操作為取出鍊表中的第一個地址，修改父表中的鍊表頭為第二個地址，將本地址段信息表tbl_ipblock中尚未分配出去的ip地址數目(remain_ip)減1declare @first_ip binary(4)/*定義一個變量@first_ip，用於保存被檢索出來的ip地址*/select @first_ip＝first_ip from tbl_ipblock where block_id＝1/*取出鍊表中的第一個地址，保存在變量@first_ip中*/update tbl_ipblock set first_ip＝(select next_ip from tbl_iplist whereblock_id＝@first_ip)，remain_ip＝remain_ip-1 where block_id＝1/*修改父表中的鍊表頭為第二個地址，將本地址段信息表tbl_ipblock中尚未分配出去的ip地址數目(remain_ip)減1*/2、當用戶下網而釋放ip地址時，因為該地址在IP位址段信息表(tbl_ipblock)中已經存在，只需將其追加到鍊表尾即可。假設該地址段的block_id是1，新釋放的的ip地址為0x11111111，所執行的操作為原來的鍊表尾所指向的下一個地址為空，即沒有下一個地址，現在將其下一個地址指向新釋放的ip地址，而新釋放的ip地址所指向的下一個地址為空，並且將父表中的鍊表尾指向新釋放的ip地址；再將本地址段信息表tbl_ipblock中尚未分配出去的ip地址數目(remain_ip)加1declare @last_ip binary(4)/*定義一個變量@last_ip，用於保存該鍊表中當前鍊表尾的ip地址*/select @last_ip＝last_ip from tbl_ipblock where block_id＝1/*取出該鍊表中當前鍊表尾的ip地址，保存在變量@last_ip中*/update tbl_ipblock set last_ip＝0x11111111，remain_ip＝remain_ip+1 whereblock_id＝1/*將父表中的鍊表尾(last_ip)指向新釋放的ip地址；將尚未分配出去的ip地址數目(remain_ip)加1*/update tbl_iplist set next_ip＝0x11111111 where ipaddr＝@last_ip/*將子表中的下一個空閒的ip地址(next_ip)改為新釋放的ip地址*/這樣，就可實現IP位址的快速檢索，並且滿足呼叫管理中心CMC系統的有關要求。
本發明的方法已經在申請人的接入伺服器中作了長時間的試驗運行，完全實現了發明目的，運行效果良好。
權利要求
1.一種在資料庫中使用鍊表檢索數據的方法，其特徵在於包括有下列步驟(1)首先，根據符合條件的數據的狀況生成兩個資料庫表鍊表和節點表，以建立鍊表結構；其中鍊表的結構是由下述四個欄位所組成主鍵表示該一條鏈的代號，鍊表頭表示該鏈的第一個節點的編號，鍊表尾表示該鏈的最後一個節點的編號，本鍊表的節點數表示該鏈所擁有的節點總數；其中節點表的結構是由下述四個欄位所組成本節點編號表示該節點的編號，下一個節點表示該節點之後的下一個節點的編號，本節點所屬鍊表示該節點屬於哪一條鏈的代號，數據表示該節點的數據數值；(2)檢索數據時，只需取出鍊表頭節點即可，同時，執行下列操作修改鍊表，將鍊表頭改為原來的第二個節點，即將第一個節點從鍊表中去掉，並將鍊表的節點總數減1；(3)當有滿足條件的數據需要加入該鍊表時，則將其插入鍊表尾，具體操作是在節點表中將鍊表尾節點從指向空改為指向新插入的數據所處於的節點編號，在鍊表中是取出鍊表尾，將該鍊表尾改為指向上述新插入的數據所處於的節點；再將鍊表的節點總數加1。
2.根據權利要求1所述的在資料庫中使用鍊表檢索數據的方法，其特徵在於上述兩個資料庫表中，除了鍊表中的「本鍊表的節點數」中的數據為包括整數類型和浮點類型的數值類型以外，其餘各欄位可以為任何數據類型。
3.根據權利要求1所述的在資料庫中使用鍊表檢索數據的方法，其特徵在於上述兩個資料庫表中的8個組成部分均為不允許空值的數據或記錄。
4.根據權利要求1所述的在資料庫中使用鍊表檢索數據的方法，其特徵在於當上述被檢索的數據，還需在之後重新加入到原資料庫時，可將上述(2)、(3)兩個步驟合併成一個步驟(2)取出當前的鍊表頭，同時更新鍊表，將鍊表頭改為原來的第二個節點，並將取出的該鍊表頭移至鍊表尾。
5.一種向撥號上網的用戶快速分配空閒的IP位址的方法，其特徵在於包括有下列步驟(1)首先，生成兩個資料庫表IP位址段信息表和地址項信息表，以建立鍊表結構；其中IP位址段信息表的結構是由下述四個欄位所組成本IP位址段的編號表示該IP位址段的代號，空閒地址鍊表頭表示該IP位址段的第一個空閒地址的編號，空閒地址鍊表尾表示該IP位址段的最後一個空閒地址的編號，本IP位址段尚未分配出去的IP位址的數量表示該IP位址段所擁有的尚未分配出去的空閒IP位址的總數；其中地址項信息表的結構是由下述三個欄位所組成本IP位址所屬地址段的編號，空閒的IP位址，下一個空閒的IP位址；(2)用戶在撥號上網時，需要一個ip地址，在檢索該ip地址時，只需取出鍊表頭節點即可，同時，執行下列操作修改鍊表，將鍊表頭改為原來的第二個節點，即將第一個節點從鍊表中去掉，並將鍊表的節點總數減1；(3)當用戶下網時，將其所使用的該ip地址釋放，並將該ip地址插入鍊表尾，具體操作是在節點表中，將鍊表尾節點從指向空改為指向新插入的ip地址所處於的節點編號；在鍊表中取出鍊表尾，並將該鍊表尾改為指向上述新插入的ip地址所處於的節點；再將鍊表的節點總數加1。
6.根據權利要求5所述的向撥號上網的用戶快速分配空閒的IP位址的方法，其特徵在於上述IP位址段信息表中的「本IP位址段的編號」與地址項信息表中的「本IP位址所屬地址段的編號」兩者的字母代號是完全相同的，以標明上述兩個表之間是屬於同一個鍊表的主從關係。
7.根據權利要求5所述的向撥號上網的用戶快速分配空閒的IP位址的方法，其特徵在於上述兩個資料庫表中的「本IP位址段的編號」和「本IP位址段尚未分配出去的IP位址的數量」的數據類型均為整數，其餘的5個組成部分的數據類型均為4比特的二進位數。
8.根據權利要求5所述的向撥號上網的用戶快速分配空閒的IP位址的方法，其特徵在於上述兩個資料庫表中的7個組成部分均為不允許空值的數據。
全文摘要
一種在資料庫中檢索數據和向撥號上網用戶分配IP位址的方法，其步驟為先將符合條件的數據生成兩個資料庫表鍊表和節點表，建立鍊表結構；其中鍊表由四個欄位組成表示該一條鏈的代號的主鍵，表示該鏈第一個節點的鍊表頭，表示該鏈最後一個節點的鍊表尾，表示該鏈所有節點總數的本鍊表的節點數；節點表也由四個欄位組成本節點編號，下一個節點，本節點所屬鏈，數據。檢索數據時，只需取出鍊表頭節點即可，同時，修改鍊表將鍊表頭改為原來的第二個節點，將鍊表的節點總數減1。有數據要加入該鍊表時，則將其插入鍊表尾，將鍊表尾改為指向新插入數據所處的節點；再將鍊表的節點總數加1。該方法可用於快速分配IP位址，供用戶撥號上網時使用。
文檔編號G06F17/30GK1400549SQ01123949
公開日2003年3月5日 申請日期2001年8月7日 優先權日2001年8月7日
發明者李傳峰, 蘇玉濤 申請人:華為技術有限公司