專利名稱：三層轉(zhuǎn)發(fā)方法、裝置及地址解析協(xié)議信息表更新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三層轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的交換芯片進行三層轉(zhuǎn)發(fā)的方法和采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的三層轉(zhuǎn)發(fā)裝置，以及一種采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的交換芯片更新地址解析協(xié)議(ARP)信息表的方法。
背景技術(shù)：
目前在數(shù)據(jù)通訊領(lǐng)域，交換機設(shè)備大量應(yīng)用于二層、三層數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)的接入層、匯聚層中。
二層交換的基本原理是交換機首先對以太網(wǎng)報文的轉(zhuǎn)發(fā)過程進行二層學(xué)習(xí)，記錄以太網(wǎng)報文的入端口、入虛擬局域網(wǎng)(VLAN)、源媒體接入控制(MAC)地址等的對應(yīng)關(guān)系，并將該對應(yīng)關(guān)系保存在MAC地址表中；此后，當(dāng)交換機收到以太網(wǎng)報文時，在自身保存的MAC地址表中查找與該報文的目的MAC地址對應(yīng)的源MAC地址，若查找到，則按照該源MAC地址對應(yīng)的入端口、入VLAN等信息將該報文直接轉(zhuǎn)發(fā)出去；若未查找到，則在報文所在VLAN內(nèi)廣播。
三層交換的基本原理是交換機首先對以太網(wǎng)報文的轉(zhuǎn)發(fā)過程進行三層學(xué)習(xí)，并保存以太網(wǎng)報文的目的IP地址對應(yīng)的網(wǎng)段地址前綴(Prefix)、下一跳主機地址(NextHop)、地址解析協(xié)議(ARP)信息的對應(yīng)關(guān)系；此后，當(dāng)交換機收到以太網(wǎng)報文時，首先按照最長匹配原則在自身查找到與報文的目的IP地址最為匹配的網(wǎng)段地址前綴，再通過該網(wǎng)段地址前綴查找到下一跳主機地址，再通過該下一跳主機地址查找到對應(yīng)的ARP信息，然后以ARP信息中的MAC地址替換報文的目的MAC地址，以交換機的出接口MAC地址替換報文的源MAC地址，然后將該報文從與該報文的目的MAC地址對應(yīng)的端口、VLAN發(fā)送出去。
交換機通常采用兩種方式存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息第一種是采用三張表來存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息，這三張表分別是網(wǎng)段地址前綴表、ARP信息表、MAC地址表。在這種方式下，當(dāng)交換機以ARP信息表中的MAC地址替換報文的目的MAC地址，以自身的出接口MAC地址替換報文的源MAC地址后，交換機在MAC地址表中查找替換后的目的MAC地址對應(yīng)的端口、VLAN，然后將報文從所述端口、VLAN轉(zhuǎn)發(fā)出去，即此時報文進行的是三層封裝，而遵循的是二層轉(zhuǎn)發(fā)流程。
第二種是采用兩張表來存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息，這兩張表分別是網(wǎng)段地址前綴表和ARP信息表，且ARP信息表保存有MAC地址、端口和VLAN信息。在這種方式下，當(dāng)交換機以ARP信息中的MAC地址替換報文的目的MAC地址，并以自身的出接口MAC地址替換報文的源MAC地址以后，交換機直接根據(jù)ARP信息表中存儲的與替換后的目的MAC地址對應(yīng)的端口、VLAN信息將報文轉(zhuǎn)發(fā)出去?？梢钥闯龃藭r報文進行的也是三層封裝，但不遵循二層轉(zhuǎn)發(fā)流程。
由于MAC地址經(jīng)常發(fā)生被刪除的現(xiàn)象、MAC地址對應(yīng)的端口也經(jīng)常發(fā)生遷移的現(xiàn)象，當(dāng)上述現(xiàn)象發(fā)生時MAC地址表可以及時得到更新，因此二層轉(zhuǎn)發(fā)不會中斷，從而，對于采用三張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的交換芯片，由于此時交換芯片遵循二層轉(zhuǎn)發(fā)流程，因此也不會導(dǎo)致三層報文轉(zhuǎn)發(fā)中斷；但是，對于采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的交換芯片，當(dāng)MAC地址被刪除或?qū)?yīng)端口發(fā)生遷移時，由于ARP信息表中的MAC地址或端口可能沒有及時更新，因此會導(dǎo)致報文因無法找到端口、VLAN或找到錯誤的端口、VLAN，而使得網(wǎng)絡(luò)中的三層轉(zhuǎn)發(fā)流量中斷。
針對采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的交換機，通常采用兩種方法使得在MAC地址被刪除和對應(yīng)端口發(fā)生遷移時，ARP信息表中的對應(yīng)信息能夠及時得到更新
方法一刪除ARP信息。當(dāng)MAC地址被刪除或者端口發(fā)生遷移時，刪除交換機已學(xué)習(xí)到的對應(yīng)ARP信息，并將網(wǎng)段地址前綴和下一跳地址的路由屬性設(shè)置成轉(zhuǎn)至中央處理單元(toCPU)，以通過軟件來觸發(fā)ARP信息重新學(xué)習(xí)。
這種方法的缺陷是刪除ARP信息，并將網(wǎng)段地址前綴和下一跳地址的路由屬性設(shè)置成toCPU，會導(dǎo)致大量報文都發(fā)送至CPU，導(dǎo)致CPU的占用率過高，嚴(yán)重時會導(dǎo)致上層協(xié)議任務(wù)無法得到及時調(diào)度，從而使得ARP信息無法及時被重新學(xué)習(xí)，導(dǎo)致三層報文轉(zhuǎn)發(fā)流量中斷。
方法二發(fā)送ARP請求。當(dāng)MAC地址被刪除或者端口發(fā)生遷移后，不直接刪除ARP信息表中的主機路由信息，而是通過廣播針對該MAC地址的ARP請求，以促使ARP信息重新學(xué)習(xí)。這種方法的缺點是由于交換機的MAC地址經(jīng)常被刪除、對應(yīng)端口也經(jīng)常發(fā)生遷移，因此會有大量的ARP請求和響應(yīng)報文發(fā)送到CPU，同樣將導(dǎo)致CPU占用率高，同時大量的ARP報文將阻塞交換機的CPU發(fā)送隊列，導(dǎo)致ARP請求和響應(yīng)報文的丟失，從而使得ARP信息無法及時更新，最終導(dǎo)致三層報文流量中斷。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種三層轉(zhuǎn)發(fā)方法和裝置，以在采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息時，避免三層轉(zhuǎn)發(fā)流量中斷；另外，本發(fā)明提供一種ARP信息表更新方法，以在MAC地址信息發(fā)生變化時及時更新ARP信息表，從而避免三層轉(zhuǎn)發(fā)流量中斷。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種三層轉(zhuǎn)發(fā)方法，該方法采用網(wǎng)段地址前綴表和ARP信息表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的交換芯片在自身保存的MAC地址表中增加與MAC地址對應(yīng)的IP地址信息，包括A、交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變，根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，并根據(jù)改變的MAC地址信息，更新對應(yīng)的ARP信息；B、交換芯片收到以太網(wǎng)報文，根據(jù)更新后的ARP信息進行三層轉(zhuǎn)發(fā)。
步驟A所述交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變?yōu)榻粨Q芯片檢測到MAC地址被刪除，步驟A所述交換芯片更新對應(yīng)的ARP信息包括交換芯片將ARP信息中的端口屬性更新為廣播。
所述步驟B包括交換芯片收到以太網(wǎng)報文，按照最長匹配原則在自身查找到該報文的目的IP地址對應(yīng)的網(wǎng)段地址前綴，然后查找到該網(wǎng)段地址前綴對應(yīng)的ARP信息，并檢測到該ARP信息中的端口屬性為在虛擬局域網(wǎng)VLAN內(nèi)廣播，則交換芯片在ARP信息中指定的VLAN內(nèi)廣播該報文。
交換芯片檢測到MAC地址被刪除的同時進一步包括交換芯片啟動一個定時器，在定時器超時后，若還未檢測到該MAC地址被重學(xué)習(xí)，則根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，并觸發(fā)該ARP信息重學(xué)習(xí)。
所述步驟A之后進一步包括交換芯片檢測到該MAC地址被重學(xué)習(xí)，則根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址，查找到對應(yīng)的ARP信息，將ARP信息中的端口更新為學(xué)習(xí)到的端口，并將端口屬性更新為單播。
步驟A所述交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變?yōu)榻粨Q芯片檢測到MAC地址對應(yīng)端口發(fā)生了遷移，步驟A所述交換芯片更新對應(yīng)的ARP信息包括交換芯片根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，將該ARP信息中的端口更新為遷移后的端口。
一種三層轉(zhuǎn)發(fā)裝置，該裝置包括MAC地址信息更新檢測模塊，檢測到MAC地址信息發(fā)生改變，將攜帶MAC地址的更新指示發(fā)送出去；MAC地址信息存儲更新模塊，根據(jù)MAC地址信息更新檢測模塊發(fā)來的攜帶MAC地址的更新指示，在自身查找該MAC地址對應(yīng)的IP地址，將攜帶該IP地址的更新指示發(fā)送出去；ARP信息存儲更新模塊，根據(jù)MAC地址信息存儲更新模塊發(fā)來的攜帶IP地址的更新指示更新自身與該IP地址對應(yīng)的ARP信息；接收攜帶IP地址的ARP信息請求，將自身與該IP地址對應(yīng)的ARP信息返回；轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊，接收以太網(wǎng)報文，將該報文的目的IP地址攜帶在ARP信息請求中發(fā)送給ARP信息存儲更新模塊，根據(jù)ARP信息存儲更新模塊返回的ARP信息轉(zhuǎn)發(fā)該報文。
所述MAC地址信息更新檢測模塊包括MAC地址刪除檢測模塊，在檢測到MAC地址被刪除時，向MAC地址信息存儲更新模塊發(fā)送攜帶MAC地址的刪除指示；端口遷移檢測模塊，在檢測到MAC地址對應(yīng)的端口發(fā)生遷移時，向MAC地址信息存儲更新模塊發(fā)送攜帶MAC地址和端口信息的端口遷移指示。
所述MAC地址信息存儲更新模塊包括MAC地址刪除指示接收模塊，接收MAC地址刪除檢測模塊發(fā)來的攜帶MAC地址的刪除指示，將該刪除指示轉(zhuǎn)發(fā)出去，并根據(jù)獲取到的所述MAC地址對應(yīng)的IP地址，將攜帶該IP地址的端口屬性更新指示發(fā)送出去；端口遷移指示接收模塊，接收端口遷移檢測模塊發(fā)來的攜帶MAC地址和端口信息的端口遷移指示，將該端口遷移指示轉(zhuǎn)發(fā)出去，并根據(jù)獲取到的所述MAC地址對應(yīng)的IP地址，將攜帶該IP地址和所述端口信息的端口更新指示發(fā)送出去；MAC地址信息更新模塊，接收MAC地址刪除指示接收模塊發(fā)來的攜帶MAC地址的刪除指示，在自身保存的該MAC地址上設(shè)置被刪除標(biāo)記；接收端口遷移指示接收模塊發(fā)來的攜帶MAC地址和端口信息的端口遷移指示，將自身保存的與該MAC地址對應(yīng)的端口更新為該端口遷移指示攜帶的端口，且若檢測到該MAC地址上設(shè)置有被刪除標(biāo)記，則清除該標(biāo)記；根據(jù)MAC地址刪除指示接收模塊和端口遷移指示接收模塊發(fā)來的攜帶MAC地址的獲取IP地址請求，將對應(yīng)的IP地址返回給MAC地址刪除指示接收模塊和端口遷移指示接收模塊。
所述ARP信息存儲更新模塊包括端口屬性更新指示接收模塊，將接收到的MAC地址刪除指示接收模塊發(fā)來的攜帶IP地址的端口屬性更新指示轉(zhuǎn)發(fā)出去；端口更新指示接收模塊，將接收到的端口遷移指示接收模塊發(fā)來的攜帶IP地址和端口信息的端口更新指示轉(zhuǎn)發(fā)出去；ARP信息更新模塊，根據(jù)端口屬性更新指示接收模塊發(fā)來的攜帶IP地址的端口屬性更新指示，將自身與該IP地址對應(yīng)的ARP信息中的端口屬性更新為廣播；根據(jù)端口更新指示接收模塊發(fā)來的攜帶IP地址和端口信息的端口更新指示，將自身與該IP地址對應(yīng)的ARP信息中的端口更新為所述端口；接收轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊發(fā)來的攜帶目的IP地址的ARP信息請求，將自身與該目的IP地址對應(yīng)的ARP信息發(fā)送給轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊。
一種ARP信息表更新方法，該方法采用網(wǎng)段地址前綴表和ARP信息表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的交換芯片在自身保存的MAC地址表中增加與MAC地址對應(yīng)的IP地址信息，包括交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變，根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，并根據(jù)改變的MAC地址信息，更新對應(yīng)的ARP信息。
所述交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變?yōu)榻粨Q芯片檢測到MAC地址被刪除，步驟A所述交換芯片更新對應(yīng)的ARP信息包括交換芯片將ARP信息中的端口屬性更新為廣播。
交換芯片檢測到MAC地址被刪除的同時進一步包括交換芯片啟動一個定時器，在定時器超時后，若還未檢測到該MAC地址被重學(xué)習(xí)，則根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，并觸發(fā)該ARP信息重學(xué)習(xí)。
所述方法進一步包括交換芯片檢測到ARP信息中的MAC地址被重學(xué)習(xí)，則根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址，查找到對應(yīng)的ARP信息，將ARP信息中的端口更新為學(xué)習(xí)到的端口，并將端口屬性更新為單播。
所述交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變?yōu)榻粨Q芯片檢測到MAC地址對應(yīng)端口發(fā)生了遷移，所述交換芯片更新對應(yīng)的ARP信息包括交換芯片根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，將該ARP信息中的端口更新為遷移后的端口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在MAC地址表中增加與MAC地址對應(yīng)的IP地址，當(dāng)MAC地址信息發(fā)生了改變時，根據(jù)所述IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，并及時更新ARP信息中的MAC地址信息，避免了當(dāng)MAC地址信息發(fā)生改變時，由于ARP信息更新不及時而導(dǎo)致的三層轉(zhuǎn)發(fā)端口無法查找到或查找錯誤，從而引起的三層轉(zhuǎn)發(fā)流量中斷的發(fā)生。具體地，當(dāng)MAC地址被刪除時，可以將ARP信息中的對應(yīng)端口屬性設(shè)置為廣播；當(dāng)MAC地址對應(yīng)端口發(fā)生遷移時，可以將ARP信息中的端口及時更新為遷移后的端口，使得MAC地址信息改變后，無需再將報文發(fā)送到CPU以觸發(fā)MAC地址重學(xué)習(xí)、無需向CPU發(fā)送ARP報文，在避免三層轉(zhuǎn)發(fā)流量中斷的同時，避免了對CPU的占用率的沖擊；進一步地，對于單向流，可在檢測到MAC地址信息被刪除時啟動一定時器，并在定時超時后及時刪除ARP，以觸發(fā)ARP重新學(xué)習(xí)，避免單向流的網(wǎng)絡(luò)中斷現(xiàn)象的發(fā)生。


圖1為本發(fā)明實施例提供的采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息時，當(dāng)MAC地址被刪除時的三層轉(zhuǎn)發(fā)流程圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息時，當(dāng)MAC地址對應(yīng)端口發(fā)生遷移時的三層轉(zhuǎn)發(fā)流程圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的三層轉(zhuǎn)發(fā)裝置框圖一；
圖4為本發(fā)明實施例提供的三層轉(zhuǎn)發(fā)裝置框圖二。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心思想是對于采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的交換芯片，在MAC地址表中增加與MAC地址對應(yīng)的IP地址，當(dāng)MAC地址被刪除時，在MAC地址表中設(shè)置被刪除標(biāo)記，并根據(jù)IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，將ARP信息中的端口屬性設(shè)置成VLAN內(nèi)廣播；當(dāng)MAC地址對應(yīng)端口發(fā)生遷移時，將MAC地址表中的端口更新為遷移后的端口，并根據(jù)IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，將ARP信息中的端口也更新為遷移后的端口，從而實現(xiàn)了ARP信息表的及時更新，避免了三層轉(zhuǎn)發(fā)流量的中斷。
下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。
圖1為本發(fā)明提供的采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息時，當(dāng)MAC地址被刪除時的三層轉(zhuǎn)發(fā)的流程圖，如圖1所示，其具體步驟如下步驟101交換芯片在MAC地址表中增加各MAC地址對應(yīng)的IP地址。
步驟102交換芯片檢測到某個MAC地址被刪除，在MAC地址表中為該MAC地址設(shè)置被刪除標(biāo)記，并在MAC地址表中記錄該MAC地址的被刪除時刻。
步驟103交換芯片在MAC地址表中查找到該MAC地址對應(yīng)的IP地址，然后根據(jù)最長匹配原則在網(wǎng)段地址前綴表中查找到與該IP地址最匹配的網(wǎng)段地址前綴，進而查找到與該網(wǎng)段地址前綴對應(yīng)的ARP信息，將該ARP信息中的端口屬性設(shè)置為VLAN內(nèi)廣播。
對于單向以太網(wǎng)報文，由于沒有對應(yīng)的以太網(wǎng)報文返回，因此無法觸發(fā)MAC地址的再學(xué)習(xí)。為了避免該MAC地址對應(yīng)的三層報文轉(zhuǎn)發(fā)流量中斷，在本發(fā)明中，交換芯片檢測到某個MAC地址被刪除的同時，進一步包括啟動一個定時器，當(dāng)交換芯片檢測到該定時器超時，且該MAC地址未被重新學(xué)習(xí)如被刪除標(biāo)記未被清除，則在MAC地址表中查找到該MAC地址對應(yīng)的IP地址，然后查找到該IP地址對應(yīng)的網(wǎng)段地址前綴，進而查找到該網(wǎng)段地址前綴對應(yīng)的ARP信息，將該ARP信息刪除，以觸發(fā)ARP信息重新學(xué)習(xí)。
步驟104交換芯片接收以太網(wǎng)報文。
步驟105交換芯片根據(jù)該報文的目的IP地址，按照最長匹配原則，在自身查找到與該目的IP地址最匹配的網(wǎng)段地址前綴，然后根據(jù)該網(wǎng)段地址前綴查找到對應(yīng)的ARP信息，以ARP信息中的MAC地址替換報文的目的MAC地址，以自身的出接口MAC地址替換報文的源MAC地址。
步驟106交換芯片檢測到ARP信息中的端口屬性為VLAN內(nèi)廣播，將該報文在ARP信息中的VLAN內(nèi)廣播。
進一步地，當(dāng)交換芯片檢測到被刪除的MAC地址被重新學(xué)習(xí)后，清除MAC地址表中設(shè)置在該MAC地址上的被刪除標(biāo)記，并通過MAC地址表中保存的該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，將ARP信息中的端口更新為新學(xué)習(xí)到的端口，將端口屬性由廣播更新為單播。
可以看出當(dāng)MAC地址被刪除時，由于通過ARP信息表更新步驟即步驟101～103將ARP信息表中的對應(yīng)端口屬性設(shè)置為廣播，使得報文可以轉(zhuǎn)發(fā)出去，避免了三層轉(zhuǎn)發(fā)流量的中斷。
圖2為本發(fā)明提供的采用兩張表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息時，發(fā)生端口遷移時的三層轉(zhuǎn)發(fā)的流程圖，如圖2所示，其具體步驟如下步驟201交換芯片在MAC地址表中增加各MAC地址對應(yīng)的IP地址。
步驟202交換芯片檢測到某個MAC地址的端口發(fā)生遷移，將MAC地址表中保存的該MAC地址對應(yīng)的端口更新為遷移后的端口。
步驟203交換芯片根據(jù)MAC地址表中保存的該MAC地址對應(yīng)的IP地址，按照最長匹配原則，在自身查找到與該IP地址最匹配的網(wǎng)段地址前綴，然后根據(jù)該網(wǎng)段地址前綴查找到對應(yīng)的ARP信息，將ARP信息中的端口更新為遷移后的端口。
步驟204交換芯片接收以太網(wǎng)報文。
步驟205交換芯片根據(jù)該報文的目的IP地址，按照最長匹配原則，在自身查找到與該目的IP地址最匹配的網(wǎng)段地址前綴，然后根據(jù)該網(wǎng)段地址前綴查找到對應(yīng)的ARP信息，以ARP信息中的MAC地址替換報文的目的MAC地址，以自身的出接口MAC地址替換報文的源MAC地址。
步驟206交換芯片將報文從ARP信息中的端口、VLAN發(fā)送出去。
可以看出當(dāng)MAC地址對應(yīng)端口發(fā)生遷移時，由于通過ARP信息表更新步驟即步驟201～203將ARP信息表中的對應(yīng)端口及時更新為遷移后的端口，使得報文可以通過正確的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，避免了三層轉(zhuǎn)發(fā)流量的中斷。
圖3為本發(fā)明提供的三層轉(zhuǎn)發(fā)的裝置框圖一，如圖3所示，該裝置包括MAC地址信息更新檢測模塊31、MAC地址信息存儲更新模塊32、ARP信息存儲更新模塊33和轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊34，其中MAC地址信息更新檢測模塊31用于在檢測到MAC地址信息發(fā)生改變后，向MAC地址信息存儲更新模塊32發(fā)送攜帶MAC地址的更新指示。
MAC地址信息存儲更新模塊32用于保存MAC地址信息即保存MAC地址、端口、VLAN、IP地址的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)MAC地址信息更新檢測模塊31發(fā)來的更新指示，對應(yīng)更新自身保存的MAC地址信息，并在自身查找MAC地址信息更新檢測模塊31發(fā)來的MAC地址對應(yīng)的IP地址，然后向ARP信息存儲更新模塊33發(fā)送攜帶該IP地址的更新指示。
ARP信息存儲更新模塊33保存網(wǎng)段地址前綴和ARP信息的對應(yīng)關(guān)系即保存網(wǎng)段地址前綴、MAC地址、端口、VLAN信息等的對應(yīng)關(guān)系，在收到MAC地址信息存儲更新模塊32發(fā)來的攜帶IP地址的更新指示后，按照最長匹配原則，在自身查找到與該IP地址最匹配的網(wǎng)段地址前綴，從而查找到與該網(wǎng)段地址前綴對應(yīng)的ARP信息，根據(jù)所述更新指示對應(yīng)更新ARP信息；在收到轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊34發(fā)來的攜帶目的IP地址的ARP信息請求后，按照最長匹配原則，在自身查找到與該目的IP地址最匹配的網(wǎng)段地址前綴，從而查找到與該網(wǎng)段地址前綴對應(yīng)的ARP信息，將ARP信息中的MAC地址、端口和VLAN信息返回給轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊34。
轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊34在收到以太網(wǎng)報文后，將該以太網(wǎng)報文的目的IP地址攜帶在ARP信息請求中發(fā)送給ARP信息存儲更新模塊33，并以ARP信息存儲更新模塊33返回的MAC地址替換該報文的目的MAC地址，以自身保存的出接口MAC地址替換該報文的源MAC地址，并根據(jù)ARP信息存儲更新模塊33返回的端口和VLAN信息轉(zhuǎn)發(fā)該報文。
圖4為本發(fā)明提供的三層轉(zhuǎn)發(fā)裝置框圖二，如圖4所示，該圖與圖3相比MAC地址信息更新檢測模塊31主要包括MAC地址刪除檢測模塊311和端口遷移檢測模塊312，其中MAC地址刪除檢測模塊311用于在檢測到MAC地址被刪除時，向MAC地址信息存儲更新模塊32發(fā)送攜帶MAC地址的刪除指示；端口遷移檢測模塊312用于在檢測到MAC地址對應(yīng)的端口發(fā)生遷移時，向MAC地址信息存儲更新模塊32發(fā)送攜帶MAC地址和遷移后的端口信息的端口遷移指示。
MAC地址信息存儲更新模塊32主要包括MAC地址刪除指示接收模塊321、端口遷移指示接收模塊322和MAC地址信息更新模塊323，其中MAC地址刪除指示接收模塊321用于接收MAC地址刪除檢測模塊311發(fā)來的攜帶MAC地址的刪除指示，并將該刪除指示轉(zhuǎn)發(fā)給MAC地址信息更新模塊323，同時向MAC地址信息更新模塊323獲取該MAC地址對應(yīng)的IP地址，然后向ARP信息存儲更新模塊33發(fā)送攜帶該IP地址的端口屬性更新指示；端口遷移指示接收模塊322用于接收端口遷移檢測模塊312發(fā)來的攜帶MAC地址和端口信息的端口遷移指示，將該端口遷移指示轉(zhuǎn)發(fā)給MAC地址信息更新模塊323，并向MAC地址信息更新模塊323獲取端口遷移檢測模塊312發(fā)來的MAC地址對應(yīng)的IP地址，然后向ARP信息存儲更新模塊33發(fā)送攜帶該IP地址和所述端口遷移指示中的端口信息的端口更新指示；
MAC地址信息更新模塊323保存MAC地址信息即保存MAC地址、端口、VLAN、IP地址的對應(yīng)關(guān)系，在收到MAC地址刪除指示接收模塊321發(fā)來的攜帶MAC地址的刪除指示后，在自身保存的該MAC地址上設(shè)置被刪除標(biāo)記，并記錄該MAC地址的刪除時刻；在收到端口遷移指示接收模塊322發(fā)來的攜帶MAC地址和端口信息的端口遷移指示后，將自身保存的與該MAC地址對應(yīng)的端口更新為該端口遷移指示攜帶的端口，且若檢測到該MAC地址上設(shè)置有被刪除標(biāo)記，則清除該標(biāo)記；根據(jù)MAC地址刪除指示接收模塊321和端口遷移指示接收模塊322發(fā)來的攜帶MAC地址的獲取IP地址請求，將與所述MAC地址對應(yīng)的IP地址返回給MAC地址刪除指示接收模塊321和端口遷移指示接收模塊322。
ARP信息存儲更新模塊33主要包括端口屬性更新指示接收模塊331、端口更新指示接收模塊332和ARP信息更新模塊333，其中端口屬性更新指示接收模塊331用于接收MAC地址刪除指示接收模塊321發(fā)來的攜帶IP地址的端口屬性更新指示，將該端口屬性更新指示轉(zhuǎn)發(fā)給ARP信息更新模塊333；端口更新指示接收模塊332用于接收端口遷移指示接收模塊322發(fā)來的攜帶IP地址和端口信息的端口更新指示，將該端口更新指示轉(zhuǎn)發(fā)給ARP信息更新模塊333；ARP信息更新模塊333用于保存網(wǎng)段地址前綴和ARP信息的對應(yīng)關(guān)系，在收到攜帶IP地址的端口屬性更新指示后，按照最長匹配原則，在自身查找與該IP地址最匹配的網(wǎng)段地址前綴，然后將該網(wǎng)段地址前綴對應(yīng)的ARP信息中的端口屬性更新為廣播；在收到攜帶IP地址和端口信息的端口更新指示后，按照最長匹配原則，在自身查找與該IP地址最匹配的網(wǎng)段地址前綴，然后將該網(wǎng)段地址前綴對應(yīng)的ARP信息中的端口更新為所述端口更新指示攜帶的端口；在收到轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊34發(fā)來的攜帶目的IP地址的ARP信息請求后，按照最長匹配原則，在自身查找與該目的IP地址最匹配的網(wǎng)段地址前綴，然后將該網(wǎng)段地址前綴對應(yīng)的ARP信息中的MAC地址、端口和VLAN信息發(fā)送給轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊34。
以上所述僅為本發(fā)明的過程及方法實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種三層轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于，采用網(wǎng)段地址前綴表和地址解析協(xié)議ARP信息表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的交換芯片在自身保存的媒體接入控制MAC地址表中增加與MAC地址對應(yīng)的IP地址信息，該方法包括A、交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變，根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，并根據(jù)改變的MAC地址信息，更新對應(yīng)的ARP信息；B、交換芯片收到以太網(wǎng)報文，根據(jù)更新后的ARP信息進行三層轉(zhuǎn)發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A所述交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變?yōu)榻粨Q芯片檢測到MAC地址被刪除，步驟A所述交換芯片更新對應(yīng)的ARP信息包括交換芯片將ARP信息中的端口屬性更新為廣播。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括交換芯片收到以太網(wǎng)報文，按照最長匹配原則在自身查找到該報文的目的IP地址對應(yīng)的網(wǎng)段地址前綴，然后查找到該網(wǎng)段地址前綴對應(yīng)的ARP信息，并檢測到該ARP信息中的端口屬性為在虛擬局域網(wǎng)VLAN內(nèi)廣播，則交換芯片在ARP信息中指定的VLAN內(nèi)廣播該報文。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，交換芯片檢測到MAC地址被刪除的同時進一步包括交換芯片啟動一個定時器，在定時器超時后，若還未檢測到該MAC地址被重學(xué)習(xí)，則根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，并觸發(fā)該ARP信息重學(xué)習(xí)。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟A之后進一步包括交換芯片檢測到該MAC地址被重學(xué)習(xí)，則根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址，查找到對應(yīng)的ARP信息，將ARP信息中的端口更新為學(xué)習(xí)到的端口，并將端口屬性更新為單播。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A所述交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變?yōu)榻粨Q芯片檢測到MAC地址對應(yīng)端口發(fā)生了遷移，步驟A所述交換芯片更新對應(yīng)的ARP信息包括交換芯片根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，將該ARP信息中的端口更新為遷移后的端口。
7.一種三層轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，該裝置包括MAC地址信息更新檢測模塊，檢測到MAC地址信息發(fā)生改變，將攜帶MAC地址的更新指示發(fā)送出去；MAC地址信息存儲更新模塊，根據(jù)MAC地址信息更新檢測模塊發(fā)來的攜帶MAC地址的更新指示，在自身查找該MAC地址對應(yīng)的IP地址，將攜帶該IP地址的更新指示發(fā)送出去；ARP信息存儲更新模塊，根據(jù)MAC地址信息存儲更新模塊發(fā)來的攜帶IP地址的更新指示更新自身與該IP地址對應(yīng)的ARP信息；接收攜帶IP地址的ARP信息請求，將自身與該IP地址對應(yīng)的ARP信息返回；轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊，接收以太網(wǎng)報文，將該報文的目的IP地址攜帶在ARP信息請求中發(fā)送給ARP信息存儲更新模塊，根據(jù)ARP信息存儲更新模塊返回的ARP信息轉(zhuǎn)發(fā)該報文。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述MAC地址信息更新檢測模塊包括MAC地址刪除檢測模塊，在檢測到MAC地址被刪除時，向MAC地址信息存儲更新模塊發(fā)送攜帶MAC地址的刪除指示；端口遷移檢測模塊，在檢測到MAC地址對應(yīng)的端口發(fā)生遷移時，向MAC地址信息存儲更新模塊發(fā)送攜帶MAC地址和端口信息的端口遷移指示。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述MAC地址信息存儲更新模塊包括MAC地址刪除指示接收模塊，接收MAC地址刪除檢測模塊發(fā)來的攜帶MAC地址的刪除指示，將該刪除指示轉(zhuǎn)發(fā)出去，并根據(jù)獲取到的所述MAC地址對應(yīng)的IP地址，將攜帶該IP地址的端口屬性更新指示發(fā)送出去；端口遷移指示接收模塊，接收端口遷移檢測模塊發(fā)來的攜帶MAC地址和端口信息的端口遷移指示，將該端口遷移指示轉(zhuǎn)發(fā)出去，并根據(jù)獲取到的所述MAC地址對應(yīng)的IP地址，將攜帶該IP地址和所述端口信息的端口更新指示發(fā)送出去；MAC地址信息更新模塊，接收MAC地址刪除指示接收模塊發(fā)來的攜帶MAC地址的刪除指示，在自身保存的該MAC地址上設(shè)置被刪除標(biāo)記；接收端口遷移指示接收模塊發(fā)來的攜帶MAC地址和端口信息的端口遷移指示，將自身保存的與該MAC地址對應(yīng)的端口更新為該端口遷移指示攜帶的端口，且若檢測到該MAC地址上設(shè)置有被刪除標(biāo)記，則清除該標(biāo)記；根據(jù)MAC地址刪除指示接收模塊和端口遷移指示接收模塊發(fā)來的攜帶MAC地址的獲取IP地址請求，將對應(yīng)的IP地址返回給MAC地址刪除指示接收模塊和端口遷移指示接收模塊。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述ARP信息存儲更新模塊包括端口屬性更新指示接收模塊，將接收到的MAC地址刪除指示接收模塊發(fā)來的攜帶IP地址的端口屬性更新指示轉(zhuǎn)發(fā)出去；端口更新指示接收模塊，將接收到的端口遷移指示接收模塊發(fā)來的攜帶IP地址和端口信息的端口更新指示轉(zhuǎn)發(fā)出去；ARP信息更新模塊，根據(jù)端口屬性更新指示接收模塊發(fā)來的攜帶IP地址的端口屬性更新指示，將自身與該IP地址對應(yīng)的ARP信息中的端口屬性更新為廣播；根據(jù)端口更新指示接收模塊發(fā)來的攜帶IP地址和端口信息的端口更新指示，將自身與該IP地址對應(yīng)的ARP信息中的端口更新為所述端口；接收轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊發(fā)來的攜帶目的IP地址的ARP信息請求，將自身與該目的IP地址對應(yīng)的ARP信息發(fā)送給轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊。
11.一種ARP信息表更新方法，其特征在于，采用網(wǎng)段地址前綴表和ARP信息表存儲三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的交換芯片在自身保存的MAC地址表中增加與MAC地址對應(yīng)的IP地址信息，該方法包括交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變，根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，并根據(jù)改變的MAC地址信息，更新對應(yīng)的ARP信息。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變?yōu)榻粨Q芯片檢測到MAC地址被刪除，步驟A所述交換芯片更新對應(yīng)的ARP信息包括交換芯片將ARP信息中的端口屬性更新為廣播。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，交換芯片檢測到MAC地址被刪除的同時進一步包括交換芯片啟動一個定時器，在定時器超時后，若還未檢測到該MAC地址被重學(xué)習(xí)，則根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，并觸發(fā)該ARP信息重學(xué)習(xí)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括交換芯片檢測到ARP信息中的MAC地址被重學(xué)習(xí)，則根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址，查找到對應(yīng)的ARP信息，將ARP信息中的端口更新為學(xué)習(xí)到的端口，并將端口屬性更新為單播。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述交換芯片檢測到MAC地址信息發(fā)生了改變?yōu)榻粨Q芯片檢測到MAC地址對應(yīng)端口發(fā)生了遷移，所述交換芯片更新對應(yīng)的ARP信息包括交換芯片根據(jù)該MAC地址對應(yīng)的IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，將該ARP信息中的端口更新為遷移后的端口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種三層轉(zhuǎn)發(fā)方法，包括在MAC地址表中增加與MAC地址對應(yīng)的IP地址，當(dāng)MAC地址信息發(fā)生改變時，根據(jù)所述IP地址查找到對應(yīng)的ARP信息，并更新ARP信息中的MAC地址信息；本發(fā)明同時公開了一種三層轉(zhuǎn)發(fā)裝置，包括MAC地址信息更新檢測模塊、MAC地址信息存儲更新模塊、ARP信息存儲更新模塊和轉(zhuǎn)發(fā)控制模塊；本發(fā)明也公開了一種ARP信息表更新方法。本發(fā)明避免了MAC地址信息發(fā)生改變時，由于ARP信息更新不及時而導(dǎo)致的三層轉(zhuǎn)發(fā)端口無法查找到或查找錯誤從而引起的三層轉(zhuǎn)發(fā)流量中斷的發(fā)生，并避免了對CPU的占用率的沖擊；對于單向流，在MAC地址信息改變的同時啟動一定時器，并在定時超時后及時觸發(fā)ARP信息重新學(xué)習(xí)，避免單向流的網(wǎng)絡(luò)中斷現(xiàn)象的發(fā)生。
文檔編號H04L29/06GK1878139SQ20061008330
公開日2006年12月13日 申請日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者蘇興山, 趙麗娜 申請人:杭州華為三康技術(shù)有限公司