CN101075933A - 学习mac地址的方法及网元设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种学习MAC地址的方法，包括：VRRP备用路由器在接收的含有多个源IP地址相同和源MAC地址不同的ARP回复报文中，可检测源IP地址不是本路由器IP地址，而源MAC地址是本路由器虚拟MAC地址的ARP回复报文，其中，虚拟MAC地址的格式为：00－00－5E－00－01－{VRID}；根据硬件地址解析协议表中MAC地址与所述软件地址解析协议表中IP地址的映射关系，将所述源MAC地址不是虚拟MAC地址的ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中，而源MAC地址是虚拟MAC地址的ARP回复报文被忽略掉。使用本发明的技术方案，可以使备用路由器学习正确的MAC地址。

Description

学习MAC地址的方法及网元设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种学习MAC地址的方法及网元设备。
背景技术
在现实的应用中，经常采用如图1所示的双归组网的拓扑结构。其中，接入网管(Access Gateway，AG)通过两条链路分别连接到两台接入交换机SA和SB，两台接入交换机SA和SB再分别连接到两台接入路由器RA和RB。为了解决AG设备如何在RA和RB之间选路，引入了虚拟路由器冗余协议(Virtual Router Redundancy Protocol，VRRP)。VRRP协议将局域网的一组路由器构成一个备份组，相当于一台虚拟路由器，局域网内的设备AG通过这个虚拟路由器与其他网络进行通信。VRRP将该虚拟路由器动态关联到承载传输业务的物理路由器上，该物理路由器作为主用路由器，当该主用路由器或者主用链路出现故障时，VRRP触发倒换，让备用路由器升为主用路由器来接替业务传输工作。参阅图1，可以假设RA作为主用路由器，RB作为备用路由器。
假定RA的E1端口使能了ARP代理(Address Resolution Protocol Proxy，ARP Proxy)，现有技术提供的在倒换前MAC地址学习方法是：
当老化时间到达时，RB主动向RA和AG发起ARP请求，一般预设的老化时间是20分钟。AG收到ARP请求报文后，向RB发送ARP回复报文，该ARP回复报文中的源IP地址是AG的IP地址，源MAC地址是AG的MAC地址，此时RB能够学到正确的AG的MAC地址，即将ARP回复报文中的AG的MAC地址刷新到预存的ARP表项。其中，ARP表项是硬件地址解析协议表，用于存储RB下挂的AG的MAC地址。由于RA是VRRP的主用路由器，且E1端口使能了ARP代理，RA收到RB发出的ARP请求报文后，也会向RB发送ARP回复报文，其ARP回复报文中源IP地址是AG的IP地址，而源MAC地址是VRRP虚拟MAC地址。如果RA和RB下挂多个AG设备时，RA会向RB发送多份此类ARP回复报文。其中，虚拟MAC地址可以是00-00-5E-00-01-{VRID}，RB将该虚拟MAC地址刷新到ARP表项中上，此时ARP表项存储的内容由原来正确的AG的MAC地址被刷新成虚拟MAC地址。其中，RB向RA发送ARP请求和RA向RB发送ARP回复报文的路径如图2中粗实线所示，RB向AG发送ARP请求和AG向RB发送ARP回复报文的路径如图2中虚线所示。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
现有技术先将来自AG的ARP回复报文中的源MAC地址刷新到ARP表项中，再将来自RA的ARP回复报文中的虚拟MAC地址刷新到ARP表项，使ARP表项存储的内容由原来正确的AG的MAC地址变成虚拟MAC地址，导致将AG的MAC地址学习错了。当主用路由器RA故障或者主用链路故障时，RA的E1端口down掉，备用路由器RB升为主用路由器，此时报文的传输路径如图1中标注所示，下行报文是路由器RC传给AG的。由于RB在为备用路由器时，将AG的MAC地址学习错了，所以在下一次老化时间到达以获取正确的AG的MAC地址之前，RB接收的下行报文由于在ARP表项中找不到正确的AG的MAC地址，就直接将该下行报文丢弃，使下行报文的传输中断。
发明内容
本发明实施例是提供一种学习MAC地址的方法及网元设备，达到备用路由器正确学习MAC地址的目的。
有鉴于此，本发明实施例提供：
一种学习MAC地址的方法，包括：
接收地址解析协议ARP回复报文组，所述ARP回复报文组包括：第一类ARP回复报文和第二类ARP回复报文；其中，所述第一类ARP回复报文是源MAC地址不是虚拟MAC地址的ARP回复报文，所述第二类ARP回复报文是源MAC地址是虚拟MAC地址的ARP回复报文；
判断所述ARP回复报文组中的各报文是所述第一类ARP回复报文还是所述第二类ARP回复报文，当判断结果是所述第一类ARP回复报文时，获得所述第一类ARP回复报文，将获得的所述第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中。
一种网元设备，该设备包括：
ARP回复报文组接收单元，用于接收地址解析协议ARP回复报文组，所述ARP回复报文组包括：第一类ARP回复报文和第二类ARP回复报文；其中，所述第一类ARP回复报文是源MAC地址不是虚拟MAC地址的ARP回复报文，所述第二类ARP回复报文是源MAC地址是虚拟MAC地址的ARP回复报文；
判断单元，用于判断所述ARP回复报文组中的各报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文；
第一类ARP回复报文获得单元，用于当所述判断单元的判断结果为是第一类ARP回复报文时，获得所述第一类ARP回复报文；
第一类ARP回复报文刷新单元，用于将所获得的所述第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中。
上述技术方案中的一个技术方案具有以下技术效果：
本发明实施例通过判断ARP回复报文组中的报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文，以获得第一类ARP回复报文，并将该类报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中，使备用路由器学习到的自身下挂的网关的MAC地址正确，即硬件地址解析协议表中存储的是正确的网关的MAC地址。当主用路由器故障或者主用链路故障，备用路由器升为主用路由器并接收到下行报文时，就可以从硬件地址解析协议表中找到正确的备用路由器下挂的网关的MAC地址，向该网关传输下行报文，不会中断下行报文的传输。
附图说明
图1是现有技术提供的双归组网图；
图2是现有技术提供的ARP报文传输路径图；
图3是本发明实施例一提供的学习MAC地址的方法流程图；
图4是本发明实施例二提供的学习MAC地址的方法流程图；
图5是本发明实施例三提供的网元设备结构图；
图6是本发明实施例四提供的网元设备结构图。
具体实施方式
参阅图1和图3，本发明实施例一提供一种学习MAC地址的方法，该方法所适用的双归组网的拓扑结构如图1所示。其中，网关AG通过两条链路分别连接到两台接入交换机SA和SB，两台接入交换机SA和SB再分别连接到两台接入路由器RA和RB，假设RA作为主用路由器，RB作为备用路由器。学习MAC地址的方法包括：
步骤301、在老化时间到达时，备用路由器RB主动向RA和RB下挂的AG发起ARP请求，并接收来自AG和RA的ARP回复报文，构成ARP回复报文组。
步骤302、在ARP回复报文组中，查找源IP地址相同的ARP回复报文，并将找到的源IP地址相同的ARP回复报文归到相应的小组。此时，ARP回复报文组由多个小组组成，每个小组中的ARP回复报文具有相同的源IP地址。
对于AG的IP地址发生变化的情况，根据路由协议，RA是可以及时获知AG的新的IP地址的，因此，来自RA的ARP回复报文中的源IP地址是AG的当前的IP地址。所以在接收的ARP回复报文组中，将找到的源IP地址相同的ARP回复报文归到相应的小组。此时，ARP回复报文组由多个小组组成，每个小组中的两个ARP回复报文一个来自RA，另外一个来自AG。
步骤303、判断各小组中的各报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文，如果是第一类ARP回复报文，执行步骤304；如果是第二类ARP回复报文，执行步骤305。
其中，第一类ARP回复报文是指源MAC地址不是虚拟MAC地址的ARP回复报文，即源IP地址是AG的IP地址，源MAC地址是AG的MAC地址的ARP回复报文；第二类ARP回复报文是指源MAC地址是虚拟MAC地址的ARP回复报文，即源IP地址是AG的IP地址，而源MAC地址是虚拟MAC地址的ARP回复报文。
本步骤中判断各小组中的各报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文是通过各报文中的源MAC地址判断的。如果ARP回复报文中的源MAC地址不是虚拟MAC地址，而是AG的MAC地址，则该ARP回复报文是第一类ARP回复报文。如果ARP回复报文中的源MAC地址是虚拟MAC地址，则该ARP回复报文是第二类ARP回复报文。
步骤304、获得第一类ARP回复报文，执行步骤306。
步骤305、获得第二类ARP回复报文。
步骤306、根据预先设置的第二类ARP回复报文的刷新时间，将第二类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表。
RB上预置硬件地址解析协议表和软件地址解析协议表，正确的硬件地址解析协议表应该存储AG的MAC地址，软件地址解析协议表用于存储AG的IP地址，该硬件地址解析协议表中的MAC地址与软件地址解析协议表中的IP地址存在映射关系。对于AG的IP地址发生变化的情况，根据路由协议RB可以及时获知AG的新的IP地址，将AG的新的IP地址自动刷新到软件地址解析协议表，保证软件地址解析协议表中的AG的IP地址是正确的AG的IP地址。
其中，第二类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表的具体实现过程是：在软件地址解析协议表中找到第二类ARP回复报文中的源IP地址，根据预置的硬件地址解析协议表中的MAC地址与软件地址解析协议表中的IP地址的映射关系，将该第二类ARP回复报文中的源MAC地址，即虚拟MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中。此时，硬件地址解析协议表中存储的内容错误。
步骤307、根据预先设置的第一类ARP回复报文的刷新时间，将第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中。
其中，在RB上预先设置第二类ARP回复报文的刷新时间在第一类ARP回复报文的刷新时间之前，刷新时间可以在ms级或者s级，上述刷新时间的起算点可以是：在获得第二类ARP回复报文之后。
其中，将第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表的具体实现过程是：在软件地址解析协议表中找到第一类ARP回复报文中的源IP地址，根据预置的硬件地址解析协议表中的MAC地址与软件地址解析协议表中的IP地址的映射关系，将该第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中。
在实施例一中可以没有上述步骤302，步骤303中直接判断ARP回复报文组中的报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文，不影响本发明的实现。
本发明实施例一将源MAC地址是虚拟MAC地址的第二类ARP回复报文先刷新到硬件地址解析协议表，将源MAC地址不是虚拟MAC地址的第一类ARP回复报文后刷新到硬件地址解析协议表，使备用路由器RB能学习到正确的AG的MAC地址，即硬件地址解析协议表中存储的是正确的AG的MAC地址。当主用路由器故障或者主用链路故障，备用路由器RB升为主用路由器接收到下行报文时，就可以从硬件地址解析协议表中找到正确的AG的MAC地址，向该AG传输下行报文，不会中断下行报文的传输。
参阅图4，本发明实施例二提供一种学习MAC地址的方法，该方法包括：
步骤401、在老化时间到达时，备用路由器RB主动向RA和RB下挂的AG发起ARP请求，并接收来自AG和RA的ARP回复报文，构成ARP回复报文组。
步骤402-步骤405与步骤302-步骤305相同。
步骤406、删除步骤405中获得的第二类ARP回复报文。
步骤407、将第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中。
其中，步骤406可以在步骤407之后执行，也可以同步骤407同时执行，不影响本发明的实现。
在实施例二中可以没有上述步骤402，步骤403中直接判断ARP回复报文组中的报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文，不影响本发明的实现。
上述实施例二也可以采用如下方式实现：在老化时间到达时，备用路由器RB主动向RA和RB下挂的AG发起ARP请求，先接收到来自AG的ARP回复报文，通过判断来自AG的ARP回复报文中的源MAC地址确定该ARP回复报文是第一类ARP回复报文，将第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表。再接收来自RA的ARP回复报文，通过判断来自RA的ARP回复报文中的源MAC地址确定该ARP回复报文是第二类ARP回复报文，将第二类ARP回复报文删除。
本发明实施例二将源MAC地址是虚拟MAC地址的第二类ARP回复报文删除，将源MAC地址不是虚拟MAC地址的第一类ARP回复报文刷新到硬件地址解析协议表，使备用路由器RB能学习到正确的AG的MAC地址，即硬件地址解析协议表中存储的是正确的AG的MAC地址。当主用路由器故障或者主用链路故障，备用路由器RB升为主用路由器接收到下行报文时，就可以从硬件地址解析协议表中找到正确的AG的MAC地址，向该AG传输下行报文，不会中断下行报文的传输。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或者部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM，磁盘、光盘等。
参阅图5，本发明实施例三提供一种网元设备，该设备包括：ARP回复报文组接收单元501、判断单元502、第一类ARP回复报文获得单元503、第一类ARP回复报文刷新单元504；
ARP回复报文组接收单元501，接收解析协议ARP回复报文组，ARP回复报文组包括：第一类ARP回复报文和第二类ARP回复报文；其中，第一类ARP回复报文是源MAC地址不是虚拟MAC地址的ARP回复报文，第二类ARP回复报文是源MAC地址是虚拟MAC地址的ARP回复报文；判断单元502，判断接收的ARP回复报文组中的各报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文；第一类ARP回复报文获得单元503，当判断单元502的判断结果为是第一类ARP回复报文时，获得第一类ARP回复报文；第一类ARP回复报文刷新单元504，将获得的第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中。
在ARP回复报文组接收单元501和判断单元502之间，该设备还包括：
划组单元505，用于在接收的ARP回复报文组中，查找源IP地址相同的ARP回复报文，并将找到的源IP地址相同的ARP回复报文归到相应的小组；
判断单元502判断ARP回复报文组中的各报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文是：判断被划归到各小组中的报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文。
该设备还包括：
第二类ARP回复报文获得单元506，当判断单元502的判断结果为是第二类ARP回复报文时，获得第二类ARP回复报文。
刷新时间设置单元507，设置第二类ARP回复报文的刷新时间在第一类ARP回复报文的刷新时间之前；
第二类ARP回复报文刷新单元508，在设置的第二类ARP回复报文的刷新时间，将获得的第二类ARP回复报文中的虚拟MAC地址刷新到硬件地址解析协议表；
第一类ARP回复报文刷新单元504将获得的第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中是：在设置的第一类ARP回复报文的刷新时间，将获得的第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中。
本发明实施例三中的第二类ARP回复报文刷新单元508根据预先设置的第二类ARP回复报文的刷新时间，将源MAC地址是虚拟MAC地址的第二类ARP回复报文先刷新到硬件地址解析协议表，第一类ARP回复报文刷新单元504根据预先设置的第一类ARP回复报文的刷新时间，将源MAC地址不是虚拟MAC地址的第一类ARP回复报文后刷新到硬件地址解析协议表，使备用路由器RB能学习到正确的AG的MAC地址，即硬件地址解析协议表中存储的是正确的AG的MAC地址。当主用路由器故障或者主用链路故障，备用路由器RB升为主用路由器接收到下行报文时，就可以从硬件地址解析协议表中找到正确的AG的MAC地址，向该AG传输下行报文，不会中断下行报文的传输。
参阅图6，本发明实施例四提供一种网元设备，该设备包括：ARP回复报文组接收单元601、判断单元602、第一类ARP回复报文获得单元603、第一类ARP回复报文刷新单元604、划组单元605，第二类ARP回复报文获得单元606、上述单元功能与连接关系与实施例三中的相同；
该设备还包括：
第二类ARP回复报文删除单元607，删除获得的第二类ARP回复报文。
本发明实施例四中的第二类ARP回复报文删除单元607将源MAC地址是虚拟MAC地址的第二类ARP回复报文删除，第一类ARP回复报文刷新单元604将源MAC地址不是虚拟MAC地址的第一类ARP回复报文刷新到硬件地址解析协议表，使备用路由器RB能学习到正确的AG的MAC地址，即硬件地址解析协议表中存储的是正确的AG的MAC地址。当主用路由器故障或者主用链路故障，备用路由器RB升为主用路由器接收到下行报文时，就可以从硬件地址解析协议表中找到正确的AG的MAC地址，向该AG传输下行报文，不会中断下行报文的传输。
以上对本发明所提供的一种学习MAC地址的方法及网元设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1、一种学习MAC地址的方法，其特征在于，包括：
接收地址解析协议ARP回复报文组，所述ARP回复报文组包括：第一类ARP回复报文和第二类ARP回复报文；其中，所述第一类ARP回复报文是源MAC地址不是虚拟MAC地址的ARP回复报文，所述第二类ARP回复报文是源MAC地址是虚拟MAC地址的ARP回复报文；
判断所述ARP回复报文组中的各报文是所述第一类ARP回复报文还是所述第二类ARP回复报文，当判断结果是所述第一类ARP回复报文时，获得所述第一类ARP回复报文，将获得的所述第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中。
2、根据权利要求1所示的方法，其特征在于：
在将所述第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到所述硬件地址解析协议表中之前，该方法还包括：
当所述判断结果是所述第二类ARP回复报文时，获得所述第二类ARP回复报文；
设置所述第二类ARP回复报文的刷新时间在所述第一类ARP回复报文的刷新时间之前；
在设置的所述第二类ARP回复报文的刷新时间，将所述获得的第二类ARP回复报文中的虚拟MAC地址刷新到所述硬件地址解析协议表；
将所述第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到所述硬件地址解析协议表具体为：
在设置的所述第一类ARP回复报文的刷新时间，将所述获得的第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表。
3、根据权利要求1所示的方法，其特征在于：
该方法还包括：
当所述判断结果是所述第二类ARP回复报文时，获得所述第二类ARP回复报文；
删除所述获得的第二类ARP回复报文。
4、根据权利要求1、2或3所示的方法，其特征在于：
在判断所述ARP回复报文组中的各报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文之前，该方法还包括：
在所述ARP回复报文组中，查找源IP地址相同的ARP回复报文，并将找到的源IP地址相同的ARP回复报文划归到相应的小组；
判断所述ARP回复报文组中的各报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文具体为：
判断所述各小组中的报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文。
5、一种网元设备，其特征在于，该设备包括：
ARP回复报文组接收单元，用于接收地址解析协议ARP回复报文组，所述ARP回复报文组包括：第一类ARP回复报文和第二类ARP回复报文；其中，所述第一类ARP回复报文是源MAC地址不是虚拟MAC地址的ARP回复报文，所述第二类ARP回复报文是源MAC地址是虚拟MAC地址的ARP回复报文；
判断单元，用于判断所述ARP回复报文组中的各报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文；
第一类ARP回复报文获得单元，用于当所述判断单元的判断结果为是第一类ARP回复报文时，获得所述第一类ARP回复报文；
第一类ARP回复报文刷新单元，用于将所获得的所述第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到硬件地址解析协议表中。
6、根据权利要求5所示的设备，其特征在于：
该设备还包括：
第二类ARP回复报文获得单元，用于当所述判断单元的判断结果为是第二类ARP回复报文时，获得所述第二类ARP回复报文；
刷新时间设置单元，用于设置所述第二类ARP回复报文的刷新时间在所述第一类ARP回复报文的刷新时间之前；
第二类ARP回复报文刷新单元，用于在设置的所述第二类ARP回复报文的刷新时间，将获得的所述第二类ARP回复报文中的虚拟MAC地址刷新到所述硬件地址解析协议表；
所述第一类ARP回复报文刷新单元将获得的所述第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到所述硬件地址解析协议表中是：在设置的所述第一类ARP回复报文的刷新时间，将获得的所述第一类ARP回复报文中的源MAC地址刷新到所述硬件地址解析协议表中。
7、根据权利要求5所示的设备，其特征在于：
该设备还包括：
第二类ARP回复报文获得单元，用于当所述判断单元的判断结果为是第二类ARP回复报文时，获得所述第二类ARP回复报文；
第二类ARP回复报文删除单元，用于删除所述获得的第二类ARP回复报文。
8、根据权利要求6、7所示的设备，其特征在于：
在ARP回复报文组接收单元和判断单元之间，该设备还包括：
划组单元，用于在接收的所述ARP回复报文组中，查找源IP地址相同的ARP回复报文，并将找到的源IP地址相同的ARP回复报文划归到相应的小组；
所述判断单元判断所述ARP回复报文组中的各报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文是：判断所述各小组中的报文是第一类ARP回复报文还是第二类ARP回复报文。
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