CN100490424C - 一种分布式arp实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对目前数据通信设备对ARP报文的集中处理带来的效率低下、性能下降的问题，公开了一种分布式ARP实现方法，通过在各个数据处理模块上对ARP报文的源IP地址和MAC地址进行学习，将学习的ARP表项直接保存在本地，并向系统控制模块进行同步刷新；对接收到的ARP请求报文，数据处理模块在本模块内的ARP表项中检查该报文的目的IP地址，并应答要发送的报文。该方法作为一种分布式的ARP处理方法，提高了交换机和路由器的性能，有利于交换机和路由器的报文转发。

Description

一种分布式ARP实现方法
技术领域
本发明涉及通信系统中ARP(地址解析协议)的实现方法，具体地说，涉及一种分布式ARP实现方法。
背景技术
当前的交换机和路由器等网络通信设备的ARP功能，基本上都是在主控板内进行报文的学习和处理，ARP表项一般都集中放置在系统控制模块内。随着交换技术的发展，交换机、路由器等网络设备需要处理的数据越来越多，对于交换机和路由器等设备的性能要求越来越高，在一个地方保存ARP表项严重影响了交换机和路由器的性能。
另外，把ARP表项都配置在系统控制模块上，所有的ARP报文都需要转发到系统控制模块内，由系统控制模块的协议分析模块进行处理，对于用户手工配置的ARP表项，也保存在系统控制模块，统一由系统控制模块进行管理。当数据处理需要进行路由和相应的ARP响应时，报文也都需要转发到系统控制模块，由系统控制模块进行处理后转发。但此种实现方案，会导致：
1.报文学习或进行相应的ARP处理时，需要进行模块间转发，降低了报文处理的效率。
2.对于配置静态的ARP表项，由于其他数据处理模块无法知道，因此处理时也需要进行模块间转发报文，同样使报文处理的效率降低。
3.系统控制模块的空间有限，ARP表项占用了过多的内存，会致使产品成本居高不下。
发明内容
本发明的目的即在于克服上述现有技术不足，提供一种能够有效提高交换机和路由器的性能，同时降低产品成本的分布式ARP实现方法。
本发明所建议的分布式ARP实现方法包括：
(1)在各个数据处理模块上对接收的ARP报文进行学习，将学习的ARP表项保存在本地并同步刷新到系统控制模块中；
(2)当数据处理模块收到ARP请求报文时，若所述请求报文的目的地址保存在本模块内的ARP表项中，则直接从接收所述请求报文的端口处发送ARP应答报文；否则通知系统控制模块根据同步的ARP表项进行所述请求报文的目的地址的查找，并根据所述系统控制模块找到的ARP表项从接收所述请求报文的端口处发送ARP应答报文。
进一步的步骤是，在步骤(2)中，如果所述数据处理模块在本模块内的ARP表项中检索到所需的ARP表项，就直接在接收的端口处发送ARP应答报文；如果所述数据处理模块在本模块内的ARP表项中没有检索到所需的ARP表项，则将ARP请求报文通过模块接口发送给系统控制模块，由系统控制模块根据数据处理模块同步的ARP表项进行目的地址的查找，并根据找到的ARP表项通知所述数据处理模块从原来接收的端口处返回应答报文。
其中，在步骤(1)中，所述ARP报文包括ARP请求报文和ARP应答报文。
其中，在步骤(1)中，所述数据处理模块把学习的ARP表项同步通知系统控制模块进行刷新，所述系统控制模块存储所述数据处理模块学习的ARP表项。
进一步的步骤是，数据处理模块在ARP改变或ARP连续在规定次数没有改变的情况下，才向系统控制模块发送同步刷新ARP的消息。
此外，将所有数据处理模块已经学习到的ARP表项保存到系统控制模块中，以便系统控制模块进行全局监控。
其中，所述ARP报文学习是对于ARP报文的源IP地址和MAC地址进行学习。
其中，所述的学习是解析并存储ARP报文的源IP地址和MAC地址。
与现有的技术相比较，本发明技术方案有效地解决了ARP报文的集中处理带来的性能下降、系统控制模块内存占用过多的问题，提高了路由器和交换机等设备的处理性能，有利于交换机和路由器等设备的报文转发，达到了ARP表的分布式保存、集中式控制的目的。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1为本发明数据处理模块对ARP报文处理的示意图。
具体实施方式
图1所示为本发明数据处理模块对ARP报文处理的示意图。在网络通信中，每个数据处理模块都有很多的通信接口，这些接口总是有大量的报文在进入和流出，其中包括ARP请求报文和ARP应答报文。本发明的核心思想即是通过将原先由系统控制模块集中处理的ARP报文变为由若干个数据处模块进行分布式处理和保存，以解决现有技术因ARP报文在系统控制模块中的集中处理而带来的占用系统控制模块内存过多，路由器和交换机处理报文的效率低下的问题。本发明数据处理模块对ARP报文的处理的具体方案如下：
1、对于ARP请求报文的处理：
当数据处理模块收到ARP的请求报文时，数据处理模块对接收的ARP报文进行学习，并将学习的ARP表项保存在本地。具体而言，就是对于ARP报文的源IP地址和MAC(媒体接入控制)地址进行学习，把对应的源IP和MAC地址保存在本地的内存中。同时，数据处理模块进一步检查该报文的目的IP地址是否被保存在本模块内的ARP表项中，如果所述数据处理模块在本模块内的ARP表项中检索到所需的ARP表项，就直接在接收的端口处发送ARP应答报文。
如果所述数据处理模块在本模块内的ARP表项中没有检索到所需的ARP表项，则通过模块接口发送给系统控制模块，由系统控制模块在其保存的ARP表项中进行ARP报文的查找，并根据找到的ARP表项通知所述数据处理模块从原来接收的端口处返回应答报文。
2、对于ARP应答报文的处理：
当数据处理模块收到ARP应答报文时，数据处理模块同样对接收的ARP报文的源IP地址和MAC(媒体接入控制)地址进行学习，并把对应的IP和MAC地址保存在本地的内存中。此过程仅涉及对ARP报文的学习过程，不涉及对其进行回复。
此外，所有数据处理模块都将已经学习到的ARP表项同步刷新到系统控制模块中，以便系统控制模块进行全局监控。为了保证系统控制模块和数据处理模块上ARP表项的一致性，数据处理模块必须向系统控制模块进行同步刷新。为了减少板间通讯量(起到过滤报文的作用)，数据处理模块只有在ARP改变或ARP连续在规定次数没有改变的情况下，才向系统控制模块发送同步刷新ARP的消息。
本技术方案中所述ARP学习是对于ARP报文的源IP地址和MAC地址进行学习，亦即，解析并存储ARP报文的源IP地址和MAC地址。
本发明提出的上述方法是一种分布式的ARP处理方法，即通过数据处理模块进行报文的分析和学习，直接处理ARP报文，并将学习到的ARP表项直接保存在本地的数据处理模块，同时通知到系统控制模块，让系统控制模块板进行全局的监控。
由于采用了本发明技术方案，本发明有效地解决了ARP报文的集中处理带来的性能下降、系统控制模块内存占用过多的问题，提高了路由器和交换机的处理性能，有利于交换机和路由器的报文转发，达到了ARP表的分布式保存、集中式控制的目的。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、分布式ARP减少了模块间报文转发的通信量，提高了通信设备的性能和处理效率；
2、有利于减少系统控制模块的内存占用，降低设备成本。

Claims (8)

1、一种分布式ARP的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在各个数据处理模块上对接收的ARP报文进行学习，将学习的ARP表项保存在本地并同步刷新到系统控制模块中；
(2)当数据处理模块收到ARP请求报文时，若所述请求报文的目的地址保存在本模块内的ARP表项中，则直接从接收所述请求报文的端口处发送ARP应答报文；否则通知系统控制模块根据同步的ARP表项进行所述请求报文的目的地址的查找，并根据所述系统控制模块找到的ARP表项从接收所述请求报文的端口处发送ARP应答报文。
2、根据权利要求1所述的分布式ARP实现方法，其特征在于，在步骤(2)中，如果所述数据处理模块在本模块内的ARP表项中检索到所需的ARP表项，就直接在接收的端口处发送ARP应答报文；如果所述数据处理模块在本模块内的ARP表项中没有检索到所需的ARP表项，则将ARP请求报文通过模块接口发送给系统控制模块，由系统控制模块根据数据处理模块同步的ARP表项进行目的地址的查找，并根据找到的ARP表项通知所述数据处理模块从原来接收的端口处返回应答报文。
3、根据权利要求1所述的分布式ARP实现方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述ARP报文包括ARP请求报文和ARP应答报文。
4、根据权利要求1所述的分布式ARP实现方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述数据处理模块把学习的ARP表项同步通知系统控制模块进行刷新，所述系统控制模块存储所述数据处理模块学习的ARP表项。
5、根据权利要求4所述的分布式ARP实现方法，其特征在于，数据处理模块在ARP改变或ARP连续在规定次数没有改变的情况下，才向系统控制模块发送同步刷新ARP的消息。
6、根据权利要求4所述的分布式ARP实现方法，其特征在于，由系统控制模块保存所有数据处理模块已经学习到的ARP表项。
7、根据上述任一项权利要求所述的分布式ARP实现方法，其特征在于，所述ARP报文学习是对于ARP报文的源IP地址和MAC地址进行学习。
8、根据权利要求7所述的分布式ARP实现方法，其特征在于，所述的学习是解析并存储ARP报文的源IP地址和MAC地址。
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