CN101014015A - 转发报文和建立媒质接入控制地址表项的方法及交换机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转发报文的方法和建立媒质接入控制(MAC)地址表项的方法以及一种交换机。在本发明中，交换机确定在接入端口上首次学习到第一MAC地址后，仅建立对应于主虚拟局域网(Primary VLAN)的第一MAC地址的表项；并且，交换机在上行端口上首次学习到第二MAC地址后，分别建立对应于Primary VLAN和各个次虚拟局域网(Secondary VLAN)的第二MAC地址的表项；交换机根据已建立的MAC地址表项转发报文。本发明中的交换机包括MAC地址学习单元、检测单元和表项建立单元。本发明大大减少了交换机中建立的MAC地址表项，节约了交换机的表项资源。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟局域网技术，特别是涉及一种转发报文的方法和一种建立媒质接入控制(MAC)地址表项的方法以及一种交换机。
背景技术
隔离用户虚拟局域网(isolate-user-vlan)技术是应用在交换机上的二层虚拟局域网(VLAN)技术。如图1所示，在交换机上应用isolate-user-vlan技术时，需要在交换机上划分出一个主虚拟局域网(Primary VLAN)和多个次虚拟局域网(Secondary VLAN)，并且，每一个Secondary VLAN中至少包括一个与固定用户终端相连的接入端口，所有Secondary VLAN共用一个上行端口，该上行端口也与固定的网络设备相连。Primary VLAN中包含所有Secondary VLAN中包含的接入端口和上行端口。在交换机上应用isolate-user-vlan技术后，对于与交换机通信的上层设备来说，只须识别交换机中的Primary VLAN，而不必关心Primary VLAN中包含的SecondaryVLAN，因此，简化了配置，节省了VLAN资源。
参见图1，比如，用户终端1与上行端口即端口1相连，其IP地址为1.1.1.1/24，MAC地址为8888-8888-8888，用户终端2与Secondary VLAN20中的接入端口即端口2相连，其IP地址为1.1.1.2/24，MAC地址为2222-2222-2222，用户终端3与Secondary VLAN30中的接入端口即端口3相连，其IP地址为1.1.1.3/24，MAC地址为6666-6666-6666。在任意两个用户终端比如用户终端1与用户终端2通信时，在交换机上实现报文转发的过程可参见图2所示，具体包括以下步骤：
步骤201：当用户终端2需要与用户终端1通信时，用户终端2将请求报文发送至交换机的端口2。
这里，用户终端2发送的请求报文中携带有源MAC地址即用户终端2的MAC地址2222-2222-2222。
步骤202：交换机在Secondary VLAN20的接入端口即端口2上接收到请求报文后，根据该请求报文中的源MAC地址，分别建立对应于SecondaryVLAN20和Primary VLAN100的MAC地址表项。
这里，交换机在接收到携带源MAC地址2222-2222-2222的请求报文后，由于是首次学习到源MAC地址2222-2222-2222，因此，交换机会建立如下表1中对应于Secondary VLAN20的第1条MAC地址表项，另外，还将该源MAC地址同步到Primary VLAN100，即建立如下表1中对应于PrimaryVLAN100的第2条MAC地址表项。
| 序号 | MAC地址 | VLAN ID | 端口 |
| 1 | 2222-2222-2222 | 20 | 端口2 |
| 2 | 2222-2222-2222 | 100 | 端口2 |
表1
步骤203：交换机根据请求报文中的目的MAC地址和SecondaryVLAN20的VLAN ID，在Secondary VLAN20中发送请求报文。
这里，由于只建立了表1所示的MAC地址表项，交换机根据请求报文中的目的MAC地址8888-8888-8888以及Secondary VLAN20的VLAN ID为20则无法查找到出端口，则通过Secondary VLAN20中除接收到该请求报文的端口2之外的所有端口分别发送一份请求报文。请求报文从端口1发送出去，到达与端口1相连的用户终端1。
步骤204：用户终端1将响应报文发送至交换机的端口1。
这里，用户终端1发送的响应报文中携带有源MAC地址即用户终端1的MAC地址8888-8888-8888。
步骤205：交换机在Primary VLAN100的上行端口即端口1上接收到响应报文后，根据该响应报文中的源MAC地址，建立对应于Primary VLAN100和所有Secondary VLAN的MAC地址表项。
这里，交换机在接收到携带源MAC地址8888-8888-8888的响应报文后，由于是首次学习到源MAC地址8888-8888-8888，因此，交换机会建立如下表2中对应于Primary VLAN100的第6条MAC地址表项，另外，还将该源MAC地址同步到所有的Secondary VLAN，即建立如下表2中分别对应于各个Secondary VLAN的第3、4和5条MAC地址表项。
| 序号 | MAC地址 | VLAN ID | 端口 |
| 1 | 2222-2222-2222 | 20 | 端口2 |
| 2 | 2222-2222-2222 | 100 | 端口2 |
| 3 | 8888-8888-8888 | 20 | 端口1 |
| 4 | 8888-8888-8888 | 30 | 端口1 |
| 5 | 8888-8888-8888 | 40 | 端口1 |
| 6 | 8888-8888-8888 | 100 | 端口1 |
表2
步骤206：交换机根据响应报文中的目的MAC和VLAN ID，在PrimaryVLAN中转发响应报文。
这里，交换机根据目的MAC和VLAN ID(2222-2222-2222/100)在表2所示的MAC地址表中查找出端口，这时可以匹配到第2条表项，出端口为端口2，于是交换机将该响应报文从端口2转发出去。
步骤207：当交换机再次从Secondary VLAN20的端口2上接收到用户终端2发送给用户终端1的报文时，则根据该报文中的目的MAC和VLANID，查找到表2中的第3条MAC地址表项，确定出端口为端口1，则通过端口1将报文发送至用户终端1。
由以上描述可以看出，在现有技术中，当在交换机上应用isolate-user-vlan技术时，交换机在首次学习到一个MAC地址后，都会建立该MAC地址对应的MAC地址表项，也就是说，从Primary VLAN的上行端口学习到的MAC地址会同步到所有Secondary VLAN，而从SecondaryVLAN的接入端口学习到的MAC地址会同步到Primary VLAN，即分别建立对应于该Secondary VLAN的MAC地址表项和对应于Primary VLAN的MAC地址表项。这样，则会使得交换机中建立大量的MAC地址表项，大大浪费了交换机中的表项资源。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种转发报文的方法、一种建立MAC地址表项的方法以及一种交换机，以便于减少交换机中建立的MAC地址表项，节约交换机的表项资源。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种转发报文的方法，该方法包括：
交换机确定在接入端口上首次学习到第一MAC地址后，仅建立对应于Primary VLAN的第一MAC地址的表项；
交换机在上行端口上首次学习到第二MAC地址后，分别建立对应于Primary VLAN和各个Secondary VLAN的第二MAC地址的表项；
交换机根据已建立的MAC地址表项转发报文。
所述交换机确定在接入端口上首次学习到第一MAC地址的步骤包括：交换机判断自身中是否保存有第一MAC地址，如果未保存，则确定在接入端口上首次学习到所述第一MAC地址，并保存该第一MAC地址。
当交换机在Secondary VLAN中接收到报文时，所述交换机根据已建立的MAC地址表项转发报文的步骤包括：
交换机根据报文中携带的目的MAC地址和VLAN ID，在已建立的MAC地址表项中查找对应的MAC地址表项，如果查找到对应的MAC地址表项，则通过该MAC地址表项中记录的端口转发报文，如果未查找到对应的MAC地址表项，则通过Secondary VLAN中除接收到所述报文的端口之外的所有端口分别转发所述报文。
一种建立MAC地址表项的方法，该方法包括：
交换机确定在接入端口上首次学习到一个MAC地址后，仅建立对应于Primary VLAN的该MAC地址的表项。
所述交换机确定在接入端口上首次学习到一个MAC地址的步骤包括：交换机判断自身中是否保存有所述MAC地址，如果未保存，则确定在接入端口上首次学习到所述MAC地址，并保存该MAC地址。
一种交换机，该交换机包括：MAC地址学习单元、检测单元和表项建立单元，其中，
MAC地址学习单元，用于从接入端口接收到的报文中学习第一MAC地址，并将学习到的第一MAC地址发送至检测单元；
检测单元，用于检测学习到的第一MAC地址是否为首次学习到，在确定第一MAC地址为首次学习到后，将第一MAC地址发送至表项建立单元；
表项建立单元，用于在接收到检测单元发来的第一MAC地址后，仅建立对应于Primary VLAN的第一MAC地址的表项。
该交换机进一步包括：MAC地址存储单元，其中，
所述检测单元，用于检测MAC地址存储单元中是否保存有第一MAC地址，在检测出未保存后，确定第一MAC地址为首次学习到，并将该第一MAC地址保存在MAC地址存储单元中。
所述MAC地址学习单元，进一步用于从上行端口接收到的报文中学习第二MAC地址，并将学习到的第二MAC地址发送至检测单元；
检测单元，用于检测学习到的第二MAC地址是否为首次学习到，在确定第二MAC地址为首次学习到后，将第二MAC地址发送至表项建立单元；
表项建立单元，用于在接收到检测单元发来的第二MAC地址后，分别建立对应于Primary VLAN和各个次虚拟局域网Secondary VLAN的第二MAC地址的表项。
该交换机进一步包括：MAC地址存储单元，其中，
所述检测单元，用于检测MAC地址存储单元中是否保存有第二MAC地址，在检测出未保存后，确定第二MAC地址为首次学习到，并将该第二MAC地址保存在MAC地址存储单元中。
该交换机进一步包括：报文转发单元，用于根据表项建立单元所建立的MAC地址的表项，转发报文。
由此可见，在本发明中，当交换机确定在接入端口上首次学习到一个MAC地址后，仅建立对应于Primary VLAN的MAC地址表项，而不再执行现有技术中建立对应于Secondary VLAN的MAC地址表项的过程。这样，由于在交换机上存在多个接入端口，按照本发明的实现方式，从所有接入端口上学习到的MAC地址都无需建立对应于Secondary VLAN的MAC地址表项，因此，大大减少了交换机中建立的MAC地址表项，节约了交换机的表项资源。
附图说明
图1是在交换机上应用isolate-user-vlan技术的示意图。
图2是在现有技术中转发报文的流程图。
图3是在本发明中转发报文的流程图。
图4是在本发明中交换机内部的基本结构示意图。
图5是在本发明中交换机内部的一种优选结构示意图。
图6是在本发明中交换机内部的另一种优选结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
在现有技术中，交换机从一个接入端口学习到一个MAC地址后，不仅会建立该MAC地址对应于Secondary VLAN的MAC地址表项，而且还要建立该MAC地址对应于Primary VLAN的MAC地址表项。而通过交换机上的报文转发流程可以看出，如果一个Secondary VLAN中只设置一个与固定用户终端相连的接入端口，也就是说，每一个Secondary VLAN中只有一个接入端口和一个上行端口，那么，根据从接入端口学习到的MAC地址所建立的对应于Secondary VLAN的MAC地址表项，在报文转发过程中根本不会被使用，也就是说，该MAC地址表项对于交换机来说，没有实际的利用价值；如果一个Secondary VLAN中包括多个接入端口，那么，根据从接入端口学习到的MAC地址所建立的对应于Secondary VLAN的MAC地址表项，也完全可以不用来转发报文，而通过其他方式，比如广播的方式来转发报文。
根据上述特点，本发明提出了一种转发报文的方法，其核心思想是：交换机确定在接入端口上首次学习到第一MAC地址后，仅建立对应于PrimaryVLAN的第一MAC地址的表项；交换机在上行端口上首次学习到第二MAC地址后，分别建立对应于Primary VLAN和各个Secondary VLAN的第二MAC地址的表项；交换机根据已建立的MAC地址表项转发报文。
相应地，本发明还提出了一种建立MAC地址表项的方法，该方法包括：交换机确定在接入端口上首次学习到一个MAC地址后，仅建立对应于Primary VLAN的MAC地址表项。
为了更加清楚地说明在本发明中建立MAC地址表项和转发报文的具体过程，下面以一个具体的报文转发流程为例进行说明。
比如，每一个Secondary VLAN中只有一个接入端口，用户终端1与上行端口即端口1相连，其IP地址为1.1.1.1/24，MAC地址为8888-8888-8888，用户终端2与Secondary VLAN20中的接入端口即端口2相连，其IP地址为1.1.1.2/24，MAC地址为2222-2222-2222，用户终端3与Secondary VLAN30中的接入端口即端口3相连，其IP地址为1.1.1.3/24，MAC地址为6666-6666-6666。在任意两个用户终端比如用户终端1与用户终端2通信时，在交换机上实现报文转发的过程可参见图3所示，具体包括以下步骤：
步骤301：当用户终端2需要与用户终端1通信时，用户终端2将请求报文发送至交换机的端口2。
这里，用户终端2发送的请求报文中携带有源MAC地址即用户终端2的MAC地址2222-2222-2222。
步骤302：交换机在Secondary VLAN20的接入端口即端口2上接收到请求报文，并学习到该请求报文中的源MAC地址。
步骤303：交换机判断在接入端口上即端口2上学习到的源MAC地址是否为首次学习到，如果是，则执行步骤304，否则，直接执行步骤305。
步骤304：交换机根据在接入端口上即端口2上学习到的源MAC地址，仅建立对应于Primary VLAN100的MAC地址表项。
这里，交换机在接收到携带源MAC地址2222-2222-2222的请求报文后，由于是首次学习到源MAC地址2222-2222-2222，因此，交换机仅将该源MAC地址同步到Primary VLAN100，即仅建立如下表3中对应于PrimaryVLAN100的第1条MAC地址表项。
| 序号 | MAC地址 | VLAN ID | 端口 |
| 1 | 2222-2222-2222 | 100 | 端口2 |
表3
步骤305：交换机根据请求报文中的目的MAC地址和SecondaryVLAN20的VLAN ID，在Secondary VLAN20中发送请求报文。
这里，由于只建立了表3所示的MAC地址表项，交换机根据请求报文中的目的MAC地址8888-8888-8888以及Secondary VLAN20的VLAN ID为20则无法查找到出端口，则通过Secondary VLAN20中除接收到该请求报文的端口2之外的所有端口分别发送一份请求报文。其中，由于在Secondary VLAN20中除端口2之外的端口只有上行端口即端口1，因此，请求报文从端口1发送出去，到达与端口1相连的用户终端1。
步骤306：用户终端1将响应报文发送至交换机的端口1。
这里，用户终端1发送的响应报文中携带有源MAC地址即用户终端1的MAC地址8888-8888-8888。
步骤307：交换机在Primary VLAN100的上行端口即端口1上接收到响应报文后，根据该响应报文中的源MAC地址，建立对应于Primary VLAN100和所有Secondary VLAN的MAC地址表项。
本步骤的实现过程与现有技术的相应实现过程相同，即，交换机在接收到携带源MAC地址8888-8888-8888的响应报文后，由于是首次学习到源MAC地址8888-8888-8888，因此，建立如下表4中对应于Primary VLAN100的第5条MAC地址表项，另外，还将该源MAC地址同步到所有的SecondaryVLAN，即建立如下表4中分别对应于各个Secondary VLAN的第2、3和4条MAC地址表项。
| 序号 | MAC地址 | VLAN ID | 端口 |
| 1 | 2222-2222-2222 | 100 | 端口2 |
| 2 | 8888-8888-8888 | 20 | 端口1 |
| 3 | 8888-8888-8888 | 30 | 端口1 |
| 4 | 8888-8888-8888 | 40 | 端口1 |
| 5 | 8888-8888-8888 | 100 | 端口1 |
表4
步骤308：交换机根据响应报文中的目的MAC和VLAN ID，在PrimaryVLAN中转发响应报文。
这里，交换机根据目的MAC和VLAN ID(2222-2222-2222/100)在表2所示的MAC地址表中查找出端口，这时可以匹配到第1条表项，出端口为端口2，于是交换机将该报文从Primary VLAN中的端口2转发出去。
步骤309：当交换机再次从端口2上接收到用户终端2发送给用户终端1的报文时，则根据该报文中的目的MAC和VLAN ID，查找到表4中的第2条MAC地址表项，确定出端口为端口1，则在Secondary VLAN20中通过端口1将报文发送至用户终端1。
需要说明的是，在上述图3所示过程中，是以Secondary VLAN中只有一个接入端口为例来说明报文转发流程。如果Secondary VLAN中包括多个接入端口，那么，交换机建立MAC地址表项的具体过程与上述图3所示流程中的相应过程完全相同，而需要指出的是，当交换机在Secondary VLAN中接收到报文时，交换机根据已建立的MAC地址表项转发报文的具体实现过程包括：交换机根据报文中携带的目的MAC地址和VLAN ID，在已建立的MAC地址表项中查找对应的MAC地址表项，如果查找到对应的MAC地址表项，则通过该MAC地址表项中记录的端口转发报文，如果未查找到对应的MAC地址表项，则通过Secondary VLAN中除接收到所述报文的端口之外的所有端口分别转发所述报文。
相应地，本发明还提出了一种交换机。图4是在本发明中交换机内部的基本结构示意图。参见图4，在本发明中，该交换机包括：MAC地址学习单元、检测单元和表项建立单元，其中，
MAC地址学习单元，用于从接入端口接收到的报文中学习第一MAC地址，并将学习到的第一MAC地址发送至检测单元；
检测单元，用于检测学习到的第一MAC地址是否为首次学习到，在确定第一MAC地址为首次学习到后，将第一MAC地址发送至表项建立单元；
表项建立单元，用于在接收到检测单元发来的第一MAC地址后，仅建立对应于Primary VLAN的第一MAC地址的表项。
参见图4，较佳地，在本发明提出的交换机中，
所述MAC地址学习单元，进一步用于从上行端口接收到的报文中学习第二MAC地址，并将学习到的第二MAC地址发送至检测单元；
检测单元，用于检测学习到的第二MAC地址是否为首次学习到，在确定第二MAC地址为首次学习到后，将第二MAC地址发送至表项建立单元；
表项建立单元，用于在接收到检测单元发来的第二MAC地址后，分别建立对应于Primary VLAN和各个次虚拟局域网Secondary VLAN的第二MAC地址的表项。
图5是在本发明中交换机的一种优化结构示意图。参见图5，在本发明中，交换机还可以进一步包括：MAC地址存储单元，这样，
较佳地，所述检测单元用于检测MAC地址存储单元中是否保存有第一MAC地址，在检测出未保存后，确定第一MAC地址为首次学习到，并将该第一MAC地址存储在MAC地址存储单元中；
较佳地，所述检测单元用于检测MAC地址存储单元中是否保存有第二MAC地址，在检测出未保存后，确定第二MAC地址为首次学习到，并将该第二MAC地址存储在MAC地址存储单元中。
图6是在本发明中交换机的另一种优化结构示意图。参见图6，在本发明中，交换机还可以进一步包括：报文转发单元，用于根据表项建立单元所建立的MAC地址的表项，转发报文。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种转发报文的方法，其特征在于，该方法包括：
交换机确定在接入端口上首次学习到第一媒质接入控制MAC地址后，仅建立对应于主虚拟局域网Primary VLAN的第一MAC地址的表项；
交换机在上行端口上首次学习到第二MAC地址后，分别建立对应于Primary VLAN和各个次虚拟局域网Secondary VLAN的第二MAC地址的表项；
交换机根据已建立的MAC地址表项转发报文。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交换机确定在接入端口上首次学习到第一MAC地址的步骤包括：交换机判断自身中是否保存有第一MAC地址，如果未保存，则确定在接入端口上首次学习到所述第一MAC地址，并保存该第一MAC地址。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当交换机在SecondaryVLAN中接收到报文时，所述交换机根据已建立的MAC地址表项转发报文的步骤包括：
交换机根据报文中携带的目的MAC地址和VLAN ID，在已建立的MAC地址表项中查找对应的MAC地址表项，如果查找到对应的MAC地址表项，则通过该MAC地址表项中记录的端口转发报文，如果未查找到对应的MAC地址表项，则通过Secondary VLAN中除接收到所述报文的端口之外的所有端口分别转发所述报文。
4、一种建立MAC地址表项的方法，其特征在于，该方法包括：
交换机确定在接入端口上首次学习到一个MAC地址后，仅建立对应于Primary VLAN的该MAC地址的表项。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述交换机确定在接入端口上首次学习到一个MAC地址的步骤包括：交换机判断自身中是否保存有所述MAC地址，如果未保存，则确定在接入端口上首次学习到所述MAC地址，并保存该MAC地址。
6、一种交换机，其特征在于，该交换机包括：MAC地址学习单元、检测单元和表项建立单元，其中，
MAC地址学习单元，用于从接入端口接收到的报文中学习第一MAC地址，并将学习到的第一MAC地址发送至检测单元；
检测单元，用于检测学习到的第一MAC地址是否为首次学习到，在确定第一MAC地址为首次学习到后，将第一MAC地址发送至表项建立单元；
表项建立单元，用于在接收到检测单元发来的第一MAC地址后，仅建立对应于Primary VLAN的第一MAC地址的表项。
7、根据权利要求6所述的交换机，其特征在于，该交换机进一步包括：MAC地址存储单元，其中，
所述检测单元，用于检测MAC地址存储单元中是否保存有第一MAC地址，在检测出未保存后，确定第一MAC地址为首次学习到，并将该第一MAC地址保存在MAC地址存储单元中。
8、根据权利要求6所述的交换机，其特征在于，
所述MAC地址学习单元，进一步用于从上行端口接收到的报文中学习第二MAC地址，并将学习到的第二MAC地址发送至检测单元；
检测单元，用于检测学习到的第二MAC地址是否为首次学习到，在确定第二MAC地址为首次学习到后，将第二MAC地址发送至表项建立单元；
表项建立单元，用于在接收到检测单元发来的第二MAC地址后，分别建立对应于Primary VLAN和各个次虚拟局域网Secondary VLAN的第二MAC地址的表项。
9、根据权利要求6所述的交换机，其特征在于，该交换机进一步包括：MAC地址存储单元，其中，
所述检测单元，用于检测MAC地址存储单元中是否保存有第二MAC地址，在检测出未保存后，确定第二MAC地址为首次学习到，并将该第二MAC地址保存在MAC地址存储单元中。
10、根据权利要求6至9中任意一项所述的交换机，其特征在于，该交换机进一步包括：报文转发单元，用于根据表项建立单元所建立的MAC地址的表项，转发报文。
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