CN100407704C - 媒体接入控制层地址的动态学习方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MAC地址的动态学习方法，包括：网络中的网络设备定时向网络中的关闭了环上端口MAC地址学习功能的其它交换机发送免费地址解析协议报文；网络中的其他网络设备接收到所述免费地址解析协议报文后，其底层驱动将所接收的免费ARP报文提交到其上层软件，由其上层软件解析所述免费地址解析协议报文，并生成与所述免费地址解析协议中源MAC地址对应的MAC地址表项。应用本发明所述的方法即使在网络上的网络设备关闭了网上端口的MAC地址学习功能之后，依然可以动态地学习到网络上三层交换机、路由器或与其它二层交换机直接相连的用户的MAC地址，从而实现对上行报文以及特定用户之间报文的正常单播转发。

Description

媒体接入控制层地址的动态学习方法

技术领域

本发明涉及媒体接入控制层(MAC)地址解析技术，特别涉及到一种MAC地址的动态学习方法。

背景技术

图1显示了一种典型的环网组网环境。在如图1所示的环网中，对于上行报文，首先由位于最下层的商用或民用用户将自身的上行报文发送到与其直连的二层交换机，由该二层交换机通过二层转发发送到所述环网上的三层交换机，再由所述三层交换机通过三层转发路由到核心网中；而对于下行报文，首先由所述三层交换机将发送给某个用户的报文通过二层转发发送到环网上与该目的用户直连的二层交换机，再由该二层交换机通过二层转发发送到该目的用户。

由于由二层交换机或三层交换机完成的二层转发是根据报文的目的MAC地址来进行的，因此，为了实现所述二层转发，每个二层交换机或三层交换机的内部都需要维护一张MAC地址表，该MAC地址表中包含若干MAC地址表项，每个MAC地址表项用于记录一个MAC地址与一个转发端口的对应关系。有了所述MAC地址表，环网上每个二层交换机或三层交换机在进行二层转发的时候，就可以首先根据待转发报文的目的MAC地址查找自身维护的MAC地址表，在所述MAC地址表记录的MAC地址表项中找到与该目的MAC地址对应的转发端口后，再通过该端口将待转发的报文转发出去，从而实现所述报文的二层转发。如果自身维护的MAC地址表中不存在该目的MAC地址对应的MAC地址表项，则所述二层交换机或三层交换机需要将待转发的报文广播出去，以实现报文的转发。

目前，二层交换机或三层交换机可以通过静态配置或者动态学习MAC地址的方法来建立所述MAC地址表。其中，所述动态学习是指：在二层交换机或三层交换机接收到一个报文时，如果自身所维护的MAC地址表中不存在该报文源MAC地址所对应的MAC地址表项，则所述二层交换机或三层交换机就可以在自身维护的MAC地址表中建立一个用户表项，记录所述源MAC地址与接收到该报文的端口之间的映射关系。这样，随后如果该二层交换机或三层交换机接收到目的MAC地址为所述源MAC地址的报文，就可以根据所建立的MAC地址用户表项将所接收的报文通过与该源MAC地址对应的端口转发出去。

但是，由于环网上的二层交换机或三层交换机除了能够学到与本交换机直连的用户网络上的MAC地址之外，还能够通过环网上的端口学到其他交换机所连接用户的MAC地址，因而通常需要学习的MAC地址总数将达到2万多个，而每个二层交换机或三层交换机的MAC地址表的容量是有限的，在MAC地址的动态学习过程中，MAC地址表很快就会达到预先设置的容量，导致有很多的MAC地址不能被学到，从而造成环网上以及与二层交换机相连的用户网络中出现大量的广播报文。理论上，这一问题可以通过增大MAC地址表的容量来缓解，但是，一方面MAC地址表的容量是由网络设备的底层芯片决定的，故MAC地址表的容量不能任意增大；另一方面如果所述MAC地址表的容量过大，必然造成其中记录的MAC地址表项过多，从而严重影响二层转发的性能，因此，在现实的组网环境下不能通过增加MAC地址表容量的方法来解决问题。

考虑到通常动态学习到的MAC地址可以分为两类，一类是与本交换机直接相连的用户MAC地址，另一类则是通过环网上端口学到的与其他交换机相连的用户MAC地址，并且第二类MAC地址要远多于第一类MAC地址。因而，目前通常采用关闭环上端口的MAC地址学习功能的方法来减少交换机能够学到的MAC地址，从而解决上述问题。

但是，这种方法也会对系统的性能造成严重的影响。具体分析如下：环网上的业务可分为上环业务和下环业务，所谓的上环业务是指用户通过环网上的二层交换机发给三层交换机的报文。由于在上述方法中，环网上的交换机关闭了环上端口的MAC地址学习功能，因此，环网上的二层交换机将始终无法学习到三层交换机的MAC地址，从而导致环网上的二层交换机将对所有的上行报文进行广播处理，随着广播报文的增多，将严重地影响系统的性能。可以进一步采取静态配置三层交换机MAC地址的方法来解决这一问题，但是在环网发生切换时，目前没有相应的机制能够动态改变二层交换机上行报文转发的出端口，从而导致环网切换无法正常进行。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种MAC地址的动态学习方法，保证网络中的交换机在关闭了网络上端口的MAC地址学习功能之后，依然可以动态地学习到环网上的三层交换机、路由器或与其他二层交换机相连的用户的MAC地址，从而实现二层转发。

根据本发明的一个方面，所述的MAC地址动态学习方法，包括：

A、网络中的网络设备定时向网络中的关闭了环上端口MAC地址学习功能的其它网络设备发送免费地址解析协议ARP报文；

B、在所述其他网络设备接收到所述免费ARP报文后，其底层驱动将所接收的免费ARP报文提交到其上层软件，由其上层软件解析所述免费ARP报文，并生成与所述免费ARP中源MAC地址对应的MAC地址表项。

步骤B中所述其它网络设备的上层软件解析免费ARP报文及生成所述MAC地址表项的操作包括：

B1、提取所接收报文中的源IP地址和目的IP地址，判断所提取的源IP地址和目的IP地址是否一致，如果一致则说明所接收到的报文为免费ARP报文，然后执行步骤B2；否则，结束；

B2、提取所接收免费ARP报文中的源MAC地址，根据所提取的源MAC地址以及接收所述免费ARP报文的端口，生成MAC地址表项，记录所述源MAC地址以及所述端口的对应关系。

所述网络为环网，所述网络设备包括三层网络设备和二层网络设备。

设置环网上的所有网络设备的环上端口属于指定的虚拟局域网VLAN；

在所述步骤B2之前进一步包括：根据发送所述免费ARP报文的源端口是否属于所述指定VLAN来判断该免费ARP报文的发送端是否是网络中的三层网络设备，如果是，则执行步骤B2；否则，结束。

所述方法进一步包括：静态配置能够下发动态MAC地址表项的VLAN；

步骤B所述生成与所述免费ARP中源MAC地址对应的MAC地址表项包括：对应所配置的VLAN生成与所述免费ARP中源MAC地址对应的MAC地址表项。

所述网络中的网络设备为网络中的三层交换机或路由器；所述网络中的其他网络设备为网络中的二层交换机。

所述免费ARP报文的源IP地址和目的IP地址为该三层交换机或路由器的虚接口IP地址，源MAC地址为该三层交换机或路由器的虚接口MAC地址，目的MAC地址为广播地址。

所述网络中的网络设备为网络中的一个二层交换机；所述网络中的其他网络设备为网络中的其他二层交换机。

所述免费ARP报文的源IP地址和目的IP地址为无效的IP地址，源MAC地址为与该二层交换机直接相连的一个用户的MAC地址，目的MAC地址为广播地址。

所述网络设备发送免费ARP报文的时机根据网络中网络设备的数量以及网络的业务量确定。

根据本发明的另一个方面，环网上三层交换机的媒体接入控制层MAC地址的动态学习方法，包括：

A、环网上的三层交换机定时向环网上的关闭了环上端口MAC地址学习功能的二层交换机发送免费地址解析协议ARP报文，该免费ARP报文中的源IP地址和目的IP地址为该三层交换机的虚接口IP地址，源MAC地址为该三层交换机的虚接口MAC地址，目的MAC地址为广播地址；

B、环网上的二层交换机接收到环网上的报文后，由其上层软件提取所接收报文中的源IP地址和目的IP地址，判断所提取的源IP地址和目的IP地址是否一致，如果一致则说明接收到的报文为免费ARP报文，然后执行步骤C；否则，结束；

C、提取所接收免费ARP报文中的源MAC地址，根据所提取的源MAC地址以及接收所述免费ARP报文的端口，生成与所述源MAC地址对应的MAC地址表项。

所述方法进一步包括：设置环网中的所有交换机在网络上的端口属于指定的虚拟局域网VLAN，并静态配置能够下发动态MAC地址表项的VLAN；

在步骤C之前进一步包括：根据发送所述免费ARP报文的源端口是否属于所述指定VLAN来判断该免费ARP报文的发送端是否是环网中的三层交换机，如果是，则执行步骤C，否则，结束；

步骤C所述生成与所述源MAC地址对应的MAC地址表项包括：对应所配置的所有VLAN分别生成与所述源MAC地址对应的MAC地址表项。

根据本发明的又一个方面，环网上与二层交换机直接相连用户的媒体接入控制层MAC地址的动态学习方法，包括：

A、环网上的二层交换机定时向环网上的关闭了环上端口MAC地址学习功能的其它二层交换机发送免费地址解析协议ARP报文，其中，源IP地址和目的IP地址为无效的IP地址，源MAC地址为与其直接相连的一个用户的MAC地址，目的MAC地址为广播地址；

B、环网上的其他二层交换机接收到环网上的报文后，由其上层软件提取所接收报文中的源IP地址和目的IP地址，判断所提取的源IP地址和目的IP地址是否一致，如果一致，则说明接收到的报文为免费ARP报文，然后执行步骤C；否则，结束；

C、提取所接收免费ARP报文中的源MAC地址，根据所提取的源MAC地址以及接收所述免费ARP报文的端口，生成MAC地址表项。

由此可以看出，本发明所述的方法即使在网络上的二层交换机关闭了网上端口的MAC地址学习功能之后，依然可以利用免费ARP报文动态地学习到网络中的三层交换机、路由器或与其它二层交换机直接相连的用户的MAC地址，从而实现对上行报文以及特定用户之间报文的正常单播转发。

另外，由于所述免费ARP报文是定时发送的，即使在环网发生切换时，上行报文的出端口也能得到实时更新。

附图说明

图1为现有技术中一种典型的环网组网环境示意图；

图2为本发明实施例1所述的环网上三层交换机MAC地址的动态学习方法流程图；

图3为本发明实施例2所述的环网上与其它二层交换机直接相连的用户的MAC地址的动态学习方法流程图。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步的详细说明。

本发明的核心思想在于，利用现有免费地址解析协议(GratuitousARP)报文实现网络上的网络设备或与其他二层交换机相连的用户MAC地址的动态学习。本发明所述的网络设备可以是三层交换机或路由器等具有路由功能的网络设备。

免费ARP报文是一种特殊ARP请求广播报文，其中所包含的目的网际协议(IP)地址和源IP地址相同，且都为发送该免费ARP报文的交换机的虚接口IP地址。发送免费ARP报文的本意是用于在系统启动后检验在同一局域网内是否出现IP地址冲突，即判断局域网内是否之前已有设备被配置了相同的IP地址。而在本发明所述的方法中，使用免费ARP报文作为载体，从而实现网络上网络设备或与其他二层交换机相连的用户MAC地址的动态学习。下面以环网为例，结合本发明的优选实施例详细说明本发明的方法。

实施例1：

本实施例利用免费ARP报文实现环网上三层交换机MAC地址的动态学习。本实施例所述方法如图2所示，主要包括以下步骤：

A、环网上的三层交换机定时向环网上的二层交换机发送免费ARP报文，该报文中的源IP地址和目的IP地址均为该三层交换机的虚接口IP地址，源MAC地址为该三层交换机的虚接口MAC地址，目的MAC地址为广播地址。

在本步骤中，所述三层交换机发送免费ARP报文的时机可以根据环网中交换机的数量以及环网的业务量等等参数确定。

B、环网上的二层交换机接收到所述免费ARP报文后，解析所述免费ARP报文，并根据解析结果生成并下发与所述三层交换机虚接口MAC地址对应的MAC地址表项。

在上述步骤B中，由于所述免费ARP报文的目的MAC地址为广播地址，环网上的二层交换机在接收到所述免费ARP报文后，还会进一步将所接收的免费ARP报文转发到环网上的下游二层交换机，从而保证环网上的所有二层交换机均能够接收到所述三层交换机发送的免费ARP报文，并下发与所述三层交换机虚接口MAC地址对应的MAC地址表项。

在环网上的二层交换机下发与所述三层交换机虚接口MAC地址对应的MAC地址表项后，由于自身所维护的MAC地址表中记录了所述三层交换机的MAC地址及其对应的转发端口，就可以在接收到用户的上行报文后，通过对应的转发端口将所述上行报文转发出去了，从而实现对用户上行报文的二层转发。

在上述步骤B中，由于环网上接收所述免费ARP报文的二层交换机关闭了环上端口的MAC地址学习功能，该二层交换机是不能直接学到这个报文的源MAC地址的，因此，该二层交换机的底层驱动需要将所接收到免费ARP报文提交给自身上层软件进行解析处理。

所述的解析处理包括：

B1、提取所接收报文中的源IP地址和目的IP地址，判断所提取的源IP地址和目的IP地址是否一致，如果一致则说明所接收到的报文为免费ARP报文，然后执行步骤B2；否则，结束；

B2、提取所接收免费ARP报文中的源MAC地址，根据所提取的源MAC地址以及接收所述免费ARP报文的端口，生成一个MAC地址表项，记录所述源MAC地址以及所述端口的对应关系。

为防止与环网上二层交换机直连的用户网络接收到上述广播免费ARP报文，同时也为了防止用户网络发送的免费ARP报文被误认为是三层交换机发送的报文从而被环网上的二层交换机进行错误解析。在上述所述上层软件对所接收报文进行解析处理过程的步骤B2之前还应当进一步包括：

B11、判断所接收的免费ARP报文的发送端是否是环网上的网络设备，如果是，则实现步骤B2；否则，结束。

由于所述二层交换机的上层软件无法直接获知所接收的免费ARP报文的发送端是否是环网上的网络设备，而仅能够通过划分虚拟局域网(VLAN)的方式来标识所述免费ARP报文发送端的发送端口，因此，本实施例所述的方法需要强制规定所有二层交换机或三层交换机的环上端口的必须被设置属于一个共同的VLAN，称为管理VLAN，而与用户网络直接相连的端口则不能属于管理VLAN。

这样，在上述步骤B11中，所述上层软件就可以根据所接收的免费ARP报文所携带的VLAN标识(ID)来判断其发送端口是否属于管理VLAN，从而判断该免费ARP报文的发送端是否是环网上的网络设备。

在将所述环网划分了不同的VLAN后，在步骤B中下发的MAC地址表项也将包括该MAC地址表项适用的VLAN ID。表1显示了下发的MAC地址表项的一个例子。

MAC地址	VLAN ID	状态	端口索引	老化时间
					00e0-fc00-1123	1	动态配置	Ethernet0/1	AGING

表1

在如表1所示的例子中，该MAC地址表项是动态配置的，所记录的环网上三层交换机虚接口的MAC地址为00e0-fc00-1123；其所属的VLAN ID为1，为管理VLAN；与该MAC地址对应的转发端口的端口索引为Ethernet0/1。这样，该二层交换机在接收到目的MAC地址为00e0-fc00-1123的上行报文后，若接收该报文的端口也属于VLAN ID为1的VLAN，则就可以直接将所接收的报文通过端口Ethernet0/1转发出去，而无需进行广播处理。

然而由于环网上二层交换机与用户网络直接相连的端口不能属于管理VLAN，因此，这些端口所属VLAN的VLAN ID不可能是管理VLAN ID，因此，在进行二层转发时，MAC地址表中虽然存在与所述三层交换机虚接口MAC地址对应的MAC表项，但由于该MAC地址表项中记录的VLAN ID是管理VLAN的ID，因此，由用户发送的上行报文仍旧不能够进行正确转发，而只能按照未知单播报文进行广播处理。

然而为每个VLAN都下发一个动态MAC地址表项是不可能的，因为二层交换机最多能够被划分为几千个VLAN，每下发一次动态MAC地址表项都会花费相对较长的时间，同时在MAC地址表中一次增加几千个MAC地址表项也是不允许的。本实施例采用静态配置能够下发动态MAC地址表项的VLAN的方法来解决这一问题。可以下发动态MAC地址表项的VLAN的个数可以根据交换机的性能确定，只是个经验值，例如128个。表2显示了下发的128个MAC地址表项。

MAC地址	VLAN ID	状态	端口索引	老化时间
					00e0-fc00-1123	1	动态配置	Ethernet0/1	AGING
00e0-fc00-1123	2	动态配置	Ethernet0/1	AGING
					00e0-fc00-1123	3	动态配置	Ethernet0/1	AGING
......	......	......	......	......
					00e0-fc00-1123	128	动态配置	Ethernet0/1	AGING

表2

在如表2所示的例子中，若该二层交换机接收到的上行报文的目的MAC地址为00e0-fc00-1123，并且接收该报文的端口所属VLAN的ID为1、2、3、......、128，则该二层交换机就可以直接将所接收的上行报文通过端口Ethernet0/1转发出去，而无需进行广播处理。

由此看出，本实施例所述的方法在环网上的二层交换机关闭了环上端口的MAC地址学习功能之后，依然可以动态地学习到环网上的三层交换机虚接口的MAC地址，从而实现对上行报文单播转发。另外，由于所述免费ARP报文是定时发送的，即使在环网发送切换时，上行报文的出端口也能得到实时更新。

需要说明的是，本实施例所描述的虽然是环网上三层交换机MAC地址的学习方法，应用上述方法也可以实现具有三层路由功能的其它网络设备的MAC地址学习，例如路由器等等。并且，本实施例所述的方法也不限于环状的网络结构，还可以应用到其他网络结构中。

实施例2：

由于在环网上二层交换机禁止环网上端口MAC地址学习功能后，原本直接连接于不同二层交换机的用户之间的正常的单播报文转发也将变成未知单播报文的广播转发。此时，如果在与某个二层交换机直接相连的用户网络中，有一个或者多个用户与环网上其他二层交换机直接相连的用户的业务交互繁忙，那么由于广播报文的增多，将造成环网上流量大大增加。

本实施例就是利用免费ARP报文动态学习环网上与其它二层交换机直接相连的用户的MAC地址的方法。本实施例所述方法如图3所示，主要包括以下步骤：

a、环网上的二层交换机定时向环网上的其它二层交换机发送免费ARP报文，该报文中的源IP地址和目的IP地址均为无效的IP地址，例如255.255.255.255，源MAC地址为与该二层交换机直接相连的用户的MAC地址，目的MAC地址为广播地址。

所述二层交换机发送免费ARP报文的时机可以根据环网中交换机的数量以及环网的业务量等等参数确定。

在本步骤中，用户的MAC地址可以通过静态配置得到。而将报文中的源IP地址和目的IP地址均设置为无效的IP地址的原因如下：如果将报文中的源IP地址和目的IP地址设为交换机的IP地址，由于报文中的源MAC地址不是交换机的MAC地址，将会造成，环网上三层交换机在根据所接收的免费ARP报文建立ARP表项的时候出现错误，从而导致所述三层交换机不能够正确完成三层转发。而如果采用例如255.255.255.255的无效IP地址，这样的免费ARP报文在被解析并生成相应的MAC地址表项后就会被丢弃，而不会影响其他业务。

b、环网上的其它二层交换机接收到所述免费ARP报文后，解析所述免费ARp报文，并根据解析结果下发与该用户MAC地址对应的MAC地址表项。

在上述步骤b中，环网上的二层交换机在接收到所述免费ARP报文后，还会进一步将所接收的免费ARP报文转发到环网上的下游二层交换机，从而保证环网上的所有其它二层交换机均能够接收到所述免费ARP报文，并生成与该用户MAC地址对应的MAC地址表项。

另外，由于环网上接收所述免费ARP报文的二层交换机关闭了环上端口的MAC地址学习功能，该二层交换机是不能直接学到这个报文的源MAC地址的，因此，该二层交换机的底层驱动也需要将所接收到免费ARP报文提交给自身上层软件进行解析处理。

所述的解析处理包括：

b1、提取所接收报文中的源IP地址和目的IP地址，判断所提取的源IP地址和目的IP地址是否一致，如果一致则说明所接收到的报文为免费ARP报文，然后执行步骤b2；否则，结束；

b2、提取所接收免费ARP报文中的源MAC地址，根据所提取的源MAC地址以及接收所述免费ARP报文的端口，生成一个MAC地址表项，记录所述源MAC地址以及所述端口的对应关系。

这样，在下发了与该用户MAC地址对应的MAC地址表项后，发往这个用户的报文将可以进行单播的二层转发。如果与两个用户直接相连的二层交换机都做了上述配置，这两个用户之间交互的报文均可以实现单播的二层转发，就相当于在这两个用户间建立了一条专线。

在所述环网划分为不同的VLAN时，在上述步骤b2之前，上层软件还可以进一步判断发送所述免费ARP报文的端口是否属于管理VLAN来判断该免费ARP报文是否是由环网上的网络设备发送的，如果是，则继续执行步骤b2；否则，结束。

在这种情况下，与实施例1类似，即使二层交换机的MAC地址表中包含了与某个用户的MAC地址对应的MAC地址表项，如果接收所述报文的端口所属VLAN的ID不同于MAC地址表项所记录的VLANID，则仍然无法实现单播的二层转发。但是，由于业务交互比较繁忙的用户通常均被配置属于同一个VALN，因此，在本实施例中，这一问题并不明显。同样，如果出现上述问题，也可以通过静态配置能够下发动态MAC地址表项的VLAN的方法来解决。

由此看出，本实施例所述的方法在环网上的二层交换机关闭了环上端口的MAC地址学习功能之后，依然可以动态地学习到与环网上其它二层交换机直接相连的用户的MAC地址，从而实现用户之间报文的单播转发。

同样，本实施例所述的方法也不限于环状的网络结构，还可以应用到其他网络结构中。

Claims (13)

1.一种媒体接入控制层MAC地址的动态学习方法，其特征在于，所述方法包括：

A、网络中的网络设备定时向网络中的关闭了环上端口MAC地址学习功能的其它网络设备发送免费地址解析协议ARP报文；

B、所述其他网络设备接收到所述免费ARP报文后，其底层驱动将所接收的免费ARP报文提交到其上层软件，由其上层软件解析所述免费ARP报文，并生成与所述免费ARP中源MAC地址对应的MAC地址表项。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述其它网络设备的上层软件解析免费ARP报文及生成所述MAC地址表项的操作包括：

B1、提取所接收报文中的源IP地址和目的IP地址，判断所提取的源IP地址和目的IP地址是否一致，如果一致则说明所接收到的报文为免费ARP报文，然后执行步骤B2；否则，结束；

B2、提取所接收免费ARP报文中的源MAC地址，根据所提取的源MAC地址以及接收所述免费ARP报文的端口，生成MAC地址表项，记录所述源MAC地址以及所述端口的对应关系。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网络为环网，所述网络设备包括三层网络设备和二层网络设备。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：设置环网上的所有网络设备的环上端口属于指定的虚拟局域网VLAN；

在所述步骤B2之前进一步包括：根据发送所述免费ARP报文的源端口是否属于所述指定VLAN来判断该免费ARP报文的发送端是否是网络中的三层网络设备，如果是，则执行步骤B2；否则，结束。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：静态配置能够下发动态MAC地址表项的VLAN；

步骤B所述生成与所述免费ARP中源MAC地址对应的MAC地址表项包括：对应所配置的VLAN生成与所述免费ARP中源MAC地址对应的MAC地址表项。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络中的网络设备为网络中的三层交换机或路由器；所述网络中的其他网络设备为网络中的二层交换机。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述免费ARP报文的源IP地址和目的IP地址为所述三层交换机或路由器的虚接口IP地址，源MAC地址为所述三层交换机或路由器的虚接口MAC地址，目的MAC地址为广播地址。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络中的网络设备为网络中的一个二层交换机；所述网络中的其他网络设备为网络中的其他二层交换机。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述免费ARP报文的源IP地址和目的IP地址为无效的IP地址，源MAC地址为与所述二层交换机直接相连的一个用户的MAC地址，目的MAC地址为广播地址。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤A中，所述网络设备发送免费ARP报文的时机根据网络中网络设备的数量以及网络的业务量确定。

11.一种环网上三层交换机的媒体接入控制层MAC地址的动态学习方法，其特征在于，所述方法包括：

A、环网上的三层交换机定时向环网上的关闭了环上端口MAC地址学习功能的二层交换机发送免费地址解析协议ARP报文，该免费ARP报文中的源IP地址和目的IP地址为所述三层交换机的虚接口IP地址，源MAC地址为所述三层交换机的虚接口MAC地址，目的MAC地址为广播地址；

B、环网上的二层交换机接收到环网上的报文后，由其上层软件提取所接收报文中的源IP地址和目的IP地址，判断所提取的源IP地址和目的IP地址是否一致，如果一致则说明接收到的报文为免费ARP报文，然后执行步骤C；否则，结束；

C、提取所接收免费ARP报文中的源MAC地址，根据所提取的源MAC地址以及接收所述免费ARP报文的端口，生成与所述源MAC地址对应的MAC地址表项。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：设置环网中的所有交换机在网络上的端口属于指定的虚拟局域网VLAN，并静态配置能够下发动态MAC地址表项的VLAN；

在步骤C之前进一步包括：根据发送所述免费ARP报文的源端口是否属于所述指定VLAN来判断该免费ARP报文的发送端是否是环网中的三层交换机，如果是，则执行步骤C，否则，结束；

步骤C所述生成与所述源MAC地址对应的MAC地址表项包括：对应所配置的所有VLAN分别生成与所述源MAC地址对应的MAC地址表项。

13.一种动态学习环网上与二层交换机直接相连用户的媒体接入控制层MAC地址的方法，其特征在于，所述方法包括：

A、环网上的二层交换机定时向环网上的关闭了环上端口MAC地址学习功能的其它二层交换机发送免费地址解析协议ARP报文，其中，源IP地址和目的IP地址为无效的IP地址，源MAC地址为与其直接相连的一个用户的MAC地址，目的MAC地址为广播地址；

B、环网上的其他二层交换机接收到环网上的报文后，由其上层软件提取所接收报文中的源IP地址和目的IP地址，判断所提取的源IP地址和目的IP地址是否一致，如果一致，则说明接收到的报文为免费ARP报文，然后执行步骤C；否则，结束；

C、提取所接收免费ARP报文中的源MAC地址，根据所提取的源MAC地址以及接收所述免费ARP报文的端口，生成MAC地址表项。

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