奚波

摘要：在局域網(wǎng)絡(luò)客戶端管理工作中，怎樣對網(wǎng)絡(luò)中的客戶端進行分類命名，對客戶端的IP地址進行合理的分配，是一項繁雜而又細致的重要工作。該文通過具體實驗操作的模式，介紹了如何使用SQLServer數(shù)據(jù)庫對網(wǎng)絡(luò)中的客戶端進行分類命名管理，使用VLAN對局域網(wǎng)進行了合理的劃分。逐步探索出了一套行之有效的客戶端管理方案，借此讓更多的網(wǎng)絡(luò)管理人員可以制定出適合自己醫(yī)院的局域網(wǎng)客戶端信息管理方案，以此來規(guī)范醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)管理，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：SQLServer數(shù)據(jù)庫;局域網(wǎng);客戶端管理

中圖分類號：TP393? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）16-0033-03

1 局域網(wǎng)管理中的難點

一個單位的局域網(wǎng)內(nèi)存在著大量的不同類型的客戶端。從客戶端的性質(zhì)來分，有面對普通用戶的PC客戶端和移動終端（包括手機、平板電腦等），有網(wǎng)絡(luò)打印機和掃描儀等網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，有大型醫(yī)療設(shè)備，有作為網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點的交換機路由器防火墻等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

這么多不同種類的客戶端同時存在于一個大型的局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，怎樣對它們進行嚴格有效的管理與控制，是網(wǎng)絡(luò)管理人員所要面對的重要課題。而這個課題的核心就是客戶端的IP地址和機器名的分配以及其他各種重要信息的記錄，如客戶端的MAC地址、序列號、操作系統(tǒng)版本等。

在一個大型的局域網(wǎng)中，這些信息的記錄與管理得好與不好，直接關(guān)系到這個局域網(wǎng)的工作效率。如果信息的記錄散亂不全，就會給網(wǎng)絡(luò)管理工作帶來諸多不便。例如想定位某一臺客戶端，卻不知道這臺客戶端的IP地址，而普通網(wǎng)絡(luò)用戶又不知道該怎樣查看自己操作的客戶端的IP地址，或者是給客戶端分配IP地址和計算機名，但是由于記錄的混亂，而導(dǎo)致IP地址和計算機名重復(fù)分配。

為了解決這些長期困擾我們的問題，筆者通過實踐，并查閱了大量的資料，逐步探索出了一套行之有效的客戶端信息管理方案。

2 局域網(wǎng)客戶端信息管理的方案

本方案由兩大部分構(gòu)成：局域網(wǎng)VLAN配置和客戶端信息的分配與保存。局域網(wǎng)VLAN配置是將整個局域網(wǎng)按照不同的樓層分割成一個個單獨的VLAN?？蛻舳诵畔⒌姆峙渑c保存則由前臺應(yīng)用程序和后臺數(shù)據(jù)庫共同完成。

首先介紹一下本單位局域網(wǎng)的拓撲，如圖1所示。

本單位的局域網(wǎng)是一個典型的三層結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)，經(jīng)過多年的建設(shè)，形成了以兩臺H3C10508、一臺華為S7712、一臺華為S7703交換機組成的OSPF區(qū)域為核心，以單模光纖為骨干，以匯聚和接入交換機為節(jié)點的交換網(wǎng)絡(luò)。

2.1 局域網(wǎng)VLAN配置

VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名為“虛擬局域網(wǎng)”，它的作用是在物理的交換機上劃分出一個個邏輯的局域網(wǎng)，分割局域網(wǎng)的廣播域。在局域網(wǎng)中使用VLAN和OSPF路由協(xié)議作為劃分廣播域的工具，劃分原則是在接入交換機上的每一個端口分配一個指定的VLANID，在核心交換機上配置有對應(yīng)VLANID的VLAN Interface（虛擬接口）作為每個VLAN的網(wǎng)關(guān)，這些VLAN的網(wǎng)關(guān)可以為各個VLAN之間的數(shù)據(jù)進行路由，同時可以分割廣播域。核心交換機之間通訊則采用OSPF路由協(xié)議進行路由交換[1]。

每個VLAN中包含一個100.100.X.0/24網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)掩碼長度默認為24，也就是說每個VLAN可以包含254個可用IP地址，除了最后一個網(wǎng)關(guān)地址100.100.X.254以外，還有253個IP地址可以分配給工作站使用，網(wǎng)關(guān)地址分配給VLAN Interface，如圖2所示。

每個VLAN Interface中除了網(wǎng)關(guān)地址以外還有DHCP服務(wù)的配置。這個DHCP服務(wù)的作用是給第一次接入網(wǎng)絡(luò)的客戶端提供一個臨時的IP地址，讓客戶端上運行的前臺程序可以判斷本客戶端所屬的網(wǎng)絡(luò)地址段。

2.2 客戶端信息的分配與保存

本單位的科室按照職責分為兩級科室，一級科室有七個：門診、病區(qū)、醫(yī)技科室、行政科室、信息中心、藥劑科室、財務(wù)科室，每個一級科室下再分為若干個二級科室。每個二級科室都有若干臺客戶端。每個客戶端的核心信息是計算機名、IP地址和MAC地址，其中計算機名和IP地址采用了“池”的方式來進行管理，即預(yù)先設(shè)置好計算機名池和IP地址池，計算機名池的分配規(guī)則是每一個二級科室都有253個計算機名，如兒科的計算機名就是：兒科001—兒科253;IP地址池的分配規(guī)則根據(jù)前面VLAN的設(shè)置，每一個VLAN中有253個IP地址可以分配給工作站使用。需要給客戶端分配資源時，從池中取出分配就可以了。

為了方便數(shù)據(jù)的保存和調(diào)用，本方案使用SQLServer數(shù)據(jù)庫來保存科室信息、計算機名池和IP地址池。在數(shù)據(jù)庫中新建了三個數(shù)據(jù)表：ZD_NETWORK_DEPT、ZD_NETWORK_COMPUTERNAME_POOL、ZD_NETWORK_IPADDRESS_POOL，分別保存科室信息、計算機名池和IP地址池。下面詳細介紹一下這三個表的結(jié)構(gòu)[2]。

1）ZD_NETWORK_DEPT（科室信息表）

這個表里保存的是醫(yī)院一、二級科室的對應(yīng)關(guān)系以及每一個二級科室客戶端名的前綴。此表主要有四個數(shù)據(jù)列：SERIAL_NO、PARENT_DEPT、DEPT_NAME、COMPUTER_NAME_PREFIX。數(shù)據(jù)列的定義如表1。

取計算機名的規(guī)律是客戶端名前綴再加上序列號001—253，客戶端名前綴默認的和二級科室名是一樣的，但有些二級科室的名字比較長，如“胃腸肝膽外科護理單元”，后面再加上序列號的話，會造成計算機名超過NETBIOS解析的允許長度15個字符，所以這里使用了客戶端名前綴，此前綴的長度不超過12個字符，再加上3位序列號，總長度正好不超過15個字符。

2）ZD_NETWORK_COMPUTERNAME_POOL（計算機名池）

這個表里保存的是預(yù)先設(shè)置好的醫(yī)院二級科室所有計算機名。此表主要有COMPUTER_NAME_PREFIX、COMPUTER_ID、COMPUTER_NAME、ENTER_DATE、FREE_NAME、MAC_ADDRESS六個數(shù)據(jù)列。數(shù)據(jù)列的定義如表2所示。

在這個表中為每一個二級科室都預(yù)先寫入了253條數(shù)據(jù)，計算機名按照序列號的順序?qū)懭耄珽NTER_DATE和MAC_ADDRESS置為NULL，F(xiàn)REE_NAME默認為1。某個二級科室的客戶端需要使用計算機名的時候，首先從ZD_NETWORK_DEPT表中查詢到本科室的客戶端前綴，再按照客戶端前綴從表中按照COMPUTER_ID從小到大的順序找到第一個FREE_NAME為1的計算機名，找到以后，將FREE_NAME置為0，MAC_ADDRESS置為客戶端的MAC地址，表示此計算機名已經(jīng)被客戶端占用，ENTER_DATE置為當前時間，也就是此計算機名的啟用時間。

3）ZD_NETWORK_IPADDRESS_POOL（IP地址池）

這個表里保存的是預(yù)先設(shè)置好的醫(yī)院所有的IP地址。這個表的部分結(jié)構(gòu)與ZD_NETWORK_COMPUTERNAME_POOL類似，如表3所示。

與ZD_NETWORK_COMPUTERNAME_POOL類似，在表ZD_NETWORK_IPADDRESS_POOL中，按照每一個VLAN中IP地址的范圍，把每一個IP地址都寫入了表中，ENTER_DATE和MAC_ADDRESS置為NULL，F(xiàn)REE_IP默認為1。某個客戶端需要分配IP地址的時候，首先要從自動獲取的IP地址來判斷出自己所屬的VLAN，按照這個VLAN從表中按照COMPUTER_ID從小到大的順序找到第一個FREE_IP為1的IP地址，找到以后，將FREE_IP置為0，MAC_ADDRESS置為客戶端的MAC地址，表示此IP地址已經(jīng)被客戶端占用，ENTER_DATE置為當前時間，也就是此IP地址的啟用時間。

此外，表ZD_NETWORK_IPADDRESS_POOL中還可以記錄客戶端使用的操作系統(tǒng)、機器序列號、機器型號、操作系統(tǒng)用戶名、操作系統(tǒng)密碼等信息。

4）前臺應(yīng)用程序

前面所述的三個數(shù)據(jù)庫表在實際使用過程中，如果全部使用手工進行操作，也是十分不方便的。其中有些信息必須要使用軟件才能獲取到，因此使用[3]VB.NET開發(fā)了兩個前臺應(yīng)用程序：“修改計算機名.exe”和“開機運行.exe”。后臺數(shù)據(jù)庫根據(jù)前臺應(yīng)用程序的運行結(jié)果，記錄下客戶端的IP地址、機器名的分配記錄以及其他重要信息。

“修改計算機名.exe”在一臺客戶端第一次啟用的時候運行，界面如圖3所示。

在左側(cè)的樹狀選擇欄中選擇需要的二級科室，點擊“新建計算機”按鈕，程序就在表ZD_NETWORK_COMPUTERNAME_POOL中按照COMPUTER_ID從小到大的順序找到第一個FREE_NAME為1的計算機名，找到以后，會顯示在文本框中。點擊“修改本機計算機名”按鈕，就可以將計算機名修改為文本框中的內(nèi)容了。

“修改本機計算機名”按鈕中的代碼是以“System.Management”對象為基礎(chǔ)，使用[4]WMI腳本來修改計算機名，其中的關(guān)鍵代碼如下所示。

Dim ComputerCollection As ManagementObjectCollection

Dim queryComputer As ManagementObjectSearcher = New ManagementObjectSearcher（"select * from win32_computersystem"）

ComputerCollection = queryComputer.Get（）

Dim SetHostName， NewHostName As ManagementBaseObject

For Each mo As ManagementObject In ComputerCollection

NewHostName = mo.GetMethodParameters（"rename"）

NewHostName.SetPropertyValue（"Name"， 計算機名）

NewHostName.SetPropertyValue（"Password"， 管理員密碼）

NewHostName.SetPropertyValue（"UserName"， 管理員用戶名）

SetHostName = mo.InvokeMethod（"rename"， NewHostName， Nothing）

ReturnCode = SetHostName（"returnValue"）

If ReturnCode = "0" Then

‘將FREE_NAME置為0，MAC_ADDRESS置為客戶端的MAC地址，表示此計算機名已經(jīng)被客戶端占用

updatesql = New Data.SqlClient.SqlCommand

updatesql.CommandText = "update ZD_NETWORK_COMPUTERNAME_POOL set free_name=0，mac_address=@m where computer_name=@1"

updatesql.Connection = sqlca

updatesql.Parameters.AddWithValue（"@m"， MACAddress）

updatesql.Parameters.AddWithValue（"@1"， 計算機名）

updatesql.ExecuteNonQuery（）

MsgBox（"修改計算機名成功！"）

Else

MsgBox（"修改計算機名失敗！錯誤代碼：" + ReturnErrorMessage（ReturnCode）， MsgBoxStyle.Critical）

Return

End If

Exit For

Next

修改完計算機名之后，要執(zhí)行sql腳本，將FREE_NAME置為0，MAC_ADDRESS置為客戶端的MAC地址，表示此計算機名已經(jīng)被客戶端占用。

“開機運行.exe”將添加到系統(tǒng)啟動項中，這個程序的功能主要有兩個：

①將客戶端的桌面背景修改為統(tǒng)一的背景色，并在右下角顯示客戶端的IP地址和計算機名，這個功能的作用是方便普通用戶了解客戶端的IP地址，在客戶端操作出現(xiàn)問題與管理員進行溝通時，將IP地址告知管理員，方便管理員進行遠程管理。

②在系統(tǒng)第一次開機時，網(wǎng)卡的IP地址是從前文所述的核心交換機上的DHCP地址池中獲取的。開機運行程序后，首先會從網(wǎng)卡自動獲取的IP地址中讀出網(wǎng)關(guān)IP，通過網(wǎng)關(guān)IP得出客戶端屬于哪個VLAN，再從表ZD_NETWORK_IPADDRESS_POOL中對應(yīng)VLAN的IP地址段中按照COMPUTER_ID從小到大的順序找到第一個FREE_IP為1的IP地址，找到以后，將FREE_IP置為0，MAC_ADDRESS置為客戶端的MAC地址，表示此IP地址已經(jīng)被客戶端占用。

獲得一個固定的IP地址以后，使用WMI腳本來修改IP地址，其中的關(guān)鍵代碼如下所示[5]。

Dim SetIPAddress， NewIPAddress， setGateway， newGateway As ManagementBaseObject

'修改IP地址

NewIPAddress = mo.GetMethodParameters（"EnableStatic"）

NewIPAddress.SetPropertyValue（"IPAddress"， IPAddress）

NewIPAddress.SetPropertyValue（"SubnetMask"， SubnetMask）

SetIPAddress = mo.InvokeMethod（"EnableStatic"， NewIPAddress， Nothing）

ReturnCode = SetIPAddress（"returnValue"）

'修改網(wǎng)關(guān)

newGateway = mo.GetMethodParameters（"SetGateways"）

newGateway.SetPropertyValue（"DefaultIPGateway"， GateWay）

newGateway.SetPropertyValue（"GatewayCostMetric"， Metric）

setGateway = mo.InvokeMethod（"SetGateways"， newGateway， Nothing）

ReturnCode = setGateway（"returnValue"）

修改好IP地址以后，程序還會通過WMI腳本獲取客戶端使用的操作系統(tǒng)、機器序列號、機器型號等數(shù)據(jù)，然后一并寫入ZD_NETWORK_IPADDRESS_POOL表，供管理員調(diào)用。

2.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址管理

網(wǎng)絡(luò)打印機、掃描儀或其他聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療設(shè)備需要管理員手動指定IP地址，并在ZD_NETWORK_IPADDRESS_POOL表中做記錄。其中尤其要注意的是，醫(yī)院中的專業(yè)醫(yī)療設(shè)備都是由專門的廠商來維護的，在設(shè)備進場安裝調(diào)試的時候，一定要事先向網(wǎng)絡(luò)管理員申請IP地址，而不能自行從DHCP服務(wù)中獲取地址，再將獲取的地址保存到設(shè)備中，這樣會造成IP地址分配的混亂。

3 總結(jié)

以上所述的這套局域網(wǎng)客戶端信息管理方案在本單位的實際工作中得到了很好的使用效果，大大減輕了網(wǎng)絡(luò)客戶端管理工作的強度。在采用技術(shù)管理的同時，再加上嚴格的管理制度，最終解決了客戶端信息記錄混亂的問題，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)中的資源進行合理的劃分。

參考文獻：

[1] 朱小平，施游.網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計師5天修煉[M].北京：中國水利水電出版社，2018.

[2] 劉俊強.SQL Server 2008入門與提高[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[3] 鄭阿奇.Visual Basic.NET實用教程[M].3版.北京：電子工業(yè)出版社，2018.

[4] Marcin Polich.WMI技術(shù)指南[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[5] Win32_ComputerSystem 類[EB/OL].[2021-10-20]. https：//docs.microsoft.com/zh-cn/windows/win32/cimwin32prov/win32-computersystem.

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