CN101364949B - 一种分布式网络系统的报文流重定向处理方法 - Google Patents

一种分布式网络系统的报文流重定向处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种分布式网络系统的报文流重定向处理方法，该方法包括以下步骤：设置具有MAC址表容量相对小的业务板为客户(CLIENT)业务板，对应地设置具有MAC地址表容量相对大的业务板为服务(SERVER)业务板；所述客户业务板将接收到的报文重定向到所述服务业务板，所述服务业务板对所述报文进行MAC代理操作。本发明采用了用整个分布式以太网交换机上MAC地址表，来实现MAC地址表容量相对小的低价业务板也能与MAC地址表容量相对大的高价业务板一样进行单播二层转发，从而减少了网络上以及与二层交换机相连的用户网络中的广播报文，达到既降低了分布式以太网交换机的成本，又提高了整个系统的二层转发性能之目的。

Description

一种分布式网络系统的报文流重定向处理方法
技术领域
本发明涉及的是在网络通信领域中一种报文流重定向处理方法，尤其涉及的是在网络传输领域中一种分布式网络系统的报文流重定向处理方法。
背景技术
随着因特网的高速发展，以太网网络逐渐成为人们日常工作和生活中必不可少的工具，因此，对网络的稳定及可靠性要求越来越高，同时各个生产厂家都在努力降低成本，提高产品的性价比。随着ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit-专用集成电路)芯片设计技术的提高，以太网交换机的二三层转发基本上都可以由集成芯片完成。
现有技术中以太网二三层交换机的二层转发是根据报文的目的介质访问控制(MAC-Media Access Control)地址来进行的；交换机在收到一个报文时，先学习该报文的源MAC地址、该报文所属的VLAN(Virtual Local AreaNetwork-虚拟局域网)及该报文进入交换机的物理端口(PORT)，这样就形成了一个关于MAC地址、VLAN和端口的对应关系：MAC+VLAN—>PORT，该对应关系即为一个MAC地址表项，经过学习与交换机直连网络上的MAC地址后便形成了很多这样的表项，MAC地址表就是这些表项的集合。因此，为了实现二层转发，每个二三层交换机的内部都需要维护一张MAC地址表，在进行二层转发时就可以根据报文的目的MAC地址查找自己所维护的MAC地址表，找到该MAC地址对应的转发端口，再通过该端口将报文转发出去。如果自己所维护的MAC地址表中不存在该目的MAC地址对应的表项，则二三层交换机需要将报文广播出去，以实现报文的转发。
在分布式以太网交换机上包含多块业务板，每块业务板都是一个处理单元，这些处理单元通过主控处理单元连接起来，可以完成预定业务的处理。现有技术的做法是：当业务板学习到MAC地址时，会在所述业务板的MAC地址表中添加该MAC地址，同时通知主控处理单元，然后主控处理单元再通知其它业务板，其它业务板将所述MAC地址写入到自己的MAC地址表；这样，最后交换机中所有业务板的MAC地址表内容会保持一致。但另一方面，由于每个业务板用于存储MAC地址表的容量是有限的，并且为了实现成本优势，就会选择一些各个表项较小的业务板，这样就会造成每个业务板的MAC地址表容量不相同。在MAC地址的动态学习过程中，MAC地址表小的业务板很快就会达到容量的上限，导致有很多MAC地址不能被学习到，从而造成网络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，这样会严重影响二层转发性能及网络带宽。
因而，现有技术还有待于改进和提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分布式网络系统的报文流重定向处理方法，通过使MAC地址表容量相对小的低价业务板也能在系统中正常工作，达到节约成本之目的。
本发明的技术方案包括：
一种分布式网络系统的报文流重定向处理方法，该方法包括以下步骤：
A、设置具有介质访问控制地址表容量相对小的业务板为客户业务板，对应地设置具有介质访问控制地址表容量相对大的业务板为服务业务板；
B、所述客户业务板将接收到的报文重定向到所述服务业务板；
C、所述服务业务板对所述报文进行介质访问控制代理操作。
其中所述步骤C还包括以下步骤：
C1、所述服务业务板从所述报文中学习介质访问控制地址，并记录到本业务板所维护的介质访问控制地址表中；
C2、判断所述报文是否需要转发，并根据判断结果对所述报文执行相应的收发操作。
其中所述步骤C2还包括：
C21、如果需要转发，则从所述介质访问控制地址表中查找到转发端口；
C22、根据所述转发端口在不同的业务板上执行相应的报文转发操作。
其中所述转发端口在所述服务业务板上，且所述步骤C22还包括以下步骤：
C221、在所述服务业务板上封装所述报文；
C222、将封装好的报文送到本板的转发端口发送出去。
其中所述转发端口在所述客户业务板上，且所述步骤C22还包括以下步骤：
C223在所述服务业务板上封装所述报文；
C224、将封装好的报文发送到主控交换处理单元；
C225、所述主控交换处理单元将所述报文转发到所述客户业务板上；
C226、所述客户业务板将所述报文通过本板的转发端口发送出去。
其中所述步骤C2还包括：
C23、如果不需要转发，则所述服务业务板接收所述报文并作预定处理。
其中所述步骤B还包括：
B1、所述客户业务板接收一报文，判断是否启用介质访问控制代理；
B2、如果启用介质访问控制代理，则所述客户业务板将所述报文重定向到所述服务业务板。
其中所述步骤B2还包括：
B21、为客户业务板选择重定向的服务业务板；
B22、进行重定向设置操作；
B231、通过主控交换处理单元和访问控制列表将所述报文从所述客户业务板重定向到所述服务业务板。
其中所述步骤B2还包括：
B21、为客户业务板选择重定向的服务业务板；
B22、进行重定向设置操作；
B232、通过主控交换处理单元和访问控制列表子规则将所述报文从所述客户业务板重定向到所述服务业务板。
其中所述步骤B22还包括：关闭所述客户业务板上所有端口的介质访问控制地址学习功能，删除所述客户业务板所有介质访问控制地址表项；删除所述服务业务板上所有以前从所述客户业务板同步过来的介质访问控制地址表项。
本发明所提供的一种分布式网络系统的报文流重定向处理方法，由于采用了将发向MAC地址表容量相对小的业务板之报文重定向到MAC地址表容量相对大的业务板进行业务处理，实现了MAC地址表容量相对小的低价业务板也能在系统中正常工作，达到了节约成本之目的。
附图说明
图1是本发明方法一较佳实施例的流程图；
图2是本发明方法一较佳实施例的报文重定向设置流程图；
图3是本发明方法一较佳实施例的MAC代理操作流程图；
图4是本发明方法一较佳实施例的报文重定向及MAC地址学习示意图。
具体实施方式
以下结合附图，将对本发明的较佳实施例进行更为详细的说明。
本发明方法的核心是，首先设置具有MAC址表容量相对小的业务板为客户(CLIENT)业务板，对应地设置具有MAC地址表容量相对大的业务板为服务(SERVER)业务板；然后所述客户业务板将接收到的报文重定向到所述服务业务板，最后所述服务业务板对所述报文进行MAC代理操作，这样使所述客户业务板也能在系统中正常工作。
如图1所示为本发明方法一较佳实施例的流程图，详细说明如下：
S101、在分布式网络系统中，设置具有MAC址表容量相对小的业务板为CLIENT业务板，对应地设置具有MAC地址表容量相对大的业务板为SERVER业务板。如图4所示为一个分布式以太网三层交换机实例，其包括一个主控交换处理单元，两块业务板，例如其中一块业务板的MAC地址表容量为8K，设置为CLIENT业务板；另一块业务板的MAC地址表容量为32K，设置为SERVER业务板。
所述CLIENT业务板接收一报文，判断MAC代理是否启用，如果是，则执行步骤S102，否则在CLIENT业务板上对报文进行正常流程处理。
S102、启用MAC代理，则进行报文重定向设置，其流程图如图2所示。所述报文重定向设置过程包括以下步骤即从S201到S204：
S201、启用MAC代理，判断以太网交换机上是否存在CLIENT业务板和SERVER业务板，如果存在则执行S202，否则MAC代理不生效，以太网交换机按正常流程处理业务；
S202、由系统的重定向模块为CLIENT业务板选择一块SERVER业务板；当然选择SERVER业务板也可以通过默认选择或通过用户手动配置来完成；
S203、在CLIENT业务板上关闭所有端口的MAC地址学习功能，并且删除所有MAC地址表项；
S204、在SERVER业务板上删除所有从CLIENT业务板上同步过来的MAC地址表项；
经过上述重定向设置后，如图4所示，在图左侧的两张表为没有启用MAC代理时，CLIENT业务板和SERVER业务板上的MAC地址表简化后的内容；在图右侧的两张表为启用MAC代理后两个业务板的MAC地址表内容。由此可以看出，在启用MAC代理后，CLIENT业务板的MAC地址表是空的，同时端口MAC学习功能也全部被关闭，并且也不接收其它业务板的MAC地址同步。
S103、通过主控交换处理单元和访问控制列表将所述报文从所述客户业务板重定向到所述服务业务板；或通过主控交换处理单元和访问控制列表子规则将所述报文从所述客户业务板重定向到所述服务业务板。
S104、在SERVER业务板上对所述报文进行MAC代理操作，如图3所示，所述MAC代理操作过程包括以下步骤及从S301到S305：
S301、SERVER业务板从CLIENT业务板上重定向过来的报文中学习MAC地址，具体地说，SERVER业务板学习报文的源MAC地址与端口的对应关系生成MAC地址表项，并记录到自己维护的MAC地址表中；
S302、在SERVER业务板上判断所述的报文是否为需要转发的报文，如果是，则执行步骤303，否则为本地报文，接收并处理该报文；
S303、查找SERVER业务板上MAC地址表，获得转发端口，如果转发端口在CLIENT业务板上，则执行304；如果转发端口在SERVER业务板上，则执行305；
S304、在SERVER业务板上完成所述报文的封装后，通过主控交换处理单元，将所述的报文送到CLIENT业务板的出端口并转发出去；
S305、在SERVER业务板上完成所述报文的封装，再将该报交送到SERVER业务板出端口并转发出去。
图4还包括报文流的路径，由图可知，从CLIENT业务板端口A上进来的报文，通过访问控制列表或访问控制列表子规则送到主控交换处理单元，再由主控处理单元通知SERVER业务板，报文到达SERVER业务板，进行MAC地址学习并保存到MAC地址表中，这样从CLIENT业务板上端口进入的报文，其MAC地址被全部学习在SERVER业务板上；当CLIENT业务板的报文重定向至SERVER业务板上后，在SERVER业务板上的MAC代理就包括：根据SERVER业务板上的这张地址表进行查找和报文转发。图4中虚线对从A端口进来的报文到达目的端口B的转发路径进行了方向性描述，实线标记了从A端口进入的报文到目的端口B的实际转发路径；下述二条报文流路径未在图中标出：一是从A端口进来的报文到达SERVER业务板后，被接收为本地报文，另一是从A端口进来的报文到达SERVER业务板后，被从SERVER业务板上的端口转发出去。
另一方面，如果想关闭MAC代理，则按下述过程恢复：
所述MAC代理被关闭后，在CLIENT业务板上恢复所有端口的MAC地址学习，恢复相关硬件表项的设置；在SERVER业务板上删除所有从CLIENT业务板上重定向过来的MAC地址表项，恢复相关硬件表项的设置；这样整个交换机上各块业务板就可以进行正常流程的MAC地址学习及报文转发。
可以想到的是，在上述较佳实施例的基础上还可以有各种变换，例如以太网交换机包括多块CLIENT业务板和/或多块SERVER业务板时，可以为每块CLIENT业务板选择不同的SERVER业务板，也可以选择相同的SERVER业务板；当然如果所选择的SERVER业务板被拔出或下线，则可以自动地切换到其他SERVER业务板上，同样不会影响报文流的正常转发；另外，还可以两个端口分别位于两块不同的CLIENT业务板上对发单播流量等。
还可以想到的是，本发明可以应用于IP网络的分布式交换机，例如，分布式二层交换机、分布式三层交换机或分布式四层交换机，前提是所述交换机中包含有至少一块CLIENT业务板和至少一块SERVER业务板；CLIENT业务板和SERVER业务板的MAC地址表容量相差越大，则效果会越显著。
综上所述，使用本发明，在CLIENT业务板上不学习MAC地址且不保存MAC地址，而是将报文重定向到SERVER业务板进行MAC地址学习及报文转发，这样用整个分布式以太网交换机上MAC地址表，来实现MAC地址表容量相对小的低价业务板也能与MAC地址表容量相对大的高价业务板一样进行单播二层转发，从而大大减少了网络上以及与二层交换机相连的用户网络中的广播报文，达到既降低了分布式以太网交换机的成本，又提高了整个系统的二层转发性能之目的。
应当理解的是，上述针对具体实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种分布式网络系统的报文流重定向处理方法，该方法包括以下步骤：
A、设置具有介质访问控制地址表容量相对小的业务板为客户业务板，对应地设置具有介质访问控制地址表容量相对大的业务板为服务业务板；
B、所述客户业务板将接收到的报文重定向到所述服务业务板；
C、所述服务业务板对所述报文进行介质访问控制代理操作；
所述步骤C还包括以下步骤：
C1、所述服务业务板从所述报文中学习介质访问控制地址，并记录到本业务板所维护的介质访问控制地址表中；
C2、判断所述报文是否需要转发，并根据判断结果对所述报文执行相应的收发操作；
所述步骤C2还包括：
C21、如果需要转发，则从所述介质访问控制地址表中查找到转发端口；
C22、根据所述转发端口在不同的业务板上执行相应的报文转发操作；
所述转发端口在所述服务业务板上，且所述步骤C22还包括以下步骤：
C221、在所述服务业务板上封装所述报文；
C222、将封装好的报文送到本板的转发端口发送出去。
2.根据权利要求1所述的报文流重定向处理方法，其特征在于，所述转发端口在所述客户业务板上，且所述步骤C22还包括以下步骤：
C223在所述服务业务板上封装所述报文；
C224、将封装好的报文发送到主控交换处理单元；
C225、所述主控交换处理单元将所述报文转发到所述客户业务板上；
C226、所述客户业务板将所述报文通过本板的转发端口发送出去。
3.根据权利要求1所述的报文流重定向处理方法，其特征在于，所述步骤C2还包括：
C23、如果不需要转发，则所述服务业务板接收所述报文并作预定处理。
4.根据权利要求1所述的报文流重定向处理方法，其特征在于，所述步骤B还包括：
B1、所述客户业务板接收一报文，判断是否启用介质访问控制代理；
B2、如果启用介质访问控制代理，则所述客户业务板将所述报文重定向到所述服务业务板。
5.根据权利要求4所述的报文流重定向处理方法，其特征在于，所述步骤B2还包括：
B21、为客户业务板选择重定向的服务业务板；
B22、进行重定向设置操作；
B231、通过主控交换处理单元和访问控制列表将所述报文从所述客户业务板重定向到所述服务业务板。
6.根据权利要求4所述的报文流重定向处理方法，其特征在于，所述步骤B2还包括：
B21、为客户业务板选择重定向的服务业务板；
B22、进行重定向设置操作；
B232、通过主控交换处理单元和访问控制列表子规则将所述报文从所述客户业务板重定向到所述服务业务板。
7.根据权利要求5或6所述的报文流重定向处理方法，其特征在于，所述步骤B22还包括：关闭所述客户业务板上所有端口的介质访问控制地址学习功能，删除所述客户业务板所有介质访问控制地址表项；删除所述服务业务板上所有以前从所述客户业务板同步过来的介质访问控制地址表项。
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