CN101719871B - 媒体接入控制mac地址老化控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种媒体接入控制MAC地址老化控制方法，该方法包括：在一个老化周期内，当确定MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍时，停止对所述MAC表中的MAC地址进行老化操作，释放中央处理器CPU控制权，对所述CPU控制权的释放时间进行计时；当所述释放时间达到预设的释放时间长度时，获取所述CPU控制权，控制所述CPU继续对所述MAC表中的MAC地址进行老化操作。本发明还公开了一种媒体接入控制MAC地址老化控制装置。采用本发明可以在不影响MAC地址学习老化性能的情况下，对CPU资源的占用率进行调节，达到稳定系统的作用。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种媒体接入控制MAC地址老化控制方法及一种媒体接入控制MAC地址老化控制装置。
背景技术
MAC(Media Access Control，媒体接入控制)地址是以太网二层交换技术的基础，一般情况下，网络交换设备通过MAC地址学习、老化机制来维护MAC表，这样做，目的有两方面：一方面，能够合理利用系统转发表资源；另一方面，可以提高设备转发效率，减少不必要的广播，节省网络带宽。
MAC地址学习、老化机制有多种实现方式，例如，硬件学习、硬件老化、软件学习、软件老化等方式，不同的系统采用不同的实现方式。在由软件进行老化的系统中，老化进程完全由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)控制，利用CPU资源进行老化操作，当MAC表容量较大时，需要执行大量的老化操作，老化操作是指MAC表中的MAC地址在设定的老化时间内未被重新学习时被老化删除，而大量的老化删除操作往往会占用大量CPU资源，降低CPU资源被利用的效率和系统的稳定性，尤其是当网络交换设备遇到如MAC地址攻击等异常情况时，表现更为突出。
为了减小MAC地址学习、老化对CPU资源的影响，一般采用降低MAC地址学习、老化速度的方法，但是，降低MAC地址学习、老化的速度的同时也会降低MAC的学习老化性能。
综上所述，在由软件进行学习、老化的系统中，存在着MAC地址学习、老化性能降低或系统资源占用率高的缺陷。
发明内容
本发明实施例提供了一种媒体接入控制MAC地址老化控制方法，用于在不影响MAC地址学习老化性能的情况下，对CPU资源的占用率进行调节，达到稳定系统的作用，该方法包括：
在一个老化周期内，当所述MAC表中删除一个MAC地址时，将对应的计数器的数值加一，直至所述计数器的数值达到所述预设门限值的整数倍；其中，所述计数器在每个老化周期启动时清零，当确定MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍时，停止对所述MAC表中的MAC地址进行老化操作，释放中央处理器CPU控制权，对所述CPU控制权的释放时间进行计时；
当所述释放时间达到预设的释放时间长度时，获取所述CPU控制权，控制所述CPU继续对所述MAC表中的MAC地址进行老化操作。
本发明实施例还提供了一种媒体接入控制MAC地址老化控制装置，用于在不影响MAC地址学习老化性能的情况下，对CPU资源的占用率进行调节，达到稳定系统的作用，该装置包括：
确定单元，用于在一个老化周期内，当所述MAC表中删除一个MAC地址时，将对应的计数器的数值加一，直至所述计数器的数值达到所述预设门限值的整数倍；其中，所述计数器在每个老化周期启动时清零，确定MAC表中被删除的MAC地址的数量是否达到预设门限值的整数倍；
计时单元，用于在所述确定单元确定所述MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍时，停止对所述MAC表中的MAC地址进行老化操作，释放CPU控制权，对所述CPU控制权的释放时间进行计时；
控制单元，用于当所述计时单元确定所述释放时间达到预设的释放时间长度时，获取所述CPU控制权，控制所述CPU继续对所述MAC表中的MAC地址进行老化操作。
在本发明实施例中，在一个老化周期内，当确定MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍时，停止对MAC表中的MAC地址进行老化操作，释放中央处理器CPU控制权，对CPU控制权的释放时间进行计时；当释放时间达到预设的释放时间长度时，获取CPU控制权，控制CPU继续对MAC表中的MAC地址进行老化操作。也就是说，可以在每隔门限值对应的数值个MAC地址被删除后释放一次CPU控制权，同时也就能够释放占用的CPU资源，可以在不影响MAC地址学习老化性能的情况下，对CPU资源的占用率进行调节，达到稳定系统的作用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的媒体接入控制MAC地址老化控制方法的具体流程图；
图2是本发明实施例提供的对MAC表中的一个MAC地址进行老化操作后的处理的具体流程图；
图3是本发明实施例提供的媒体接入控制MAC地址老化控制装置的一种结构示意图；
图4是本发明实施例提供的媒体接入控制MAC地址老化控制装置的第二种结构示意图；
图5是本发明实施例提供的媒体接入控制MAC地址老化控制装置的第三种结构示意图。
具体实施方式
为解决现有技术中提到的在由软件进行学习、老化的系统中，存在着MAC地址学习、老化性能降低或系统资源占用率高的缺陷，本发明实施例提出了一种媒体接入控制MAC地址老化控制方法，具体应用于每一个老化周期，其中，每一个老化周期的时长是预设的，现以一个老化周期为例进行说明，在其他老化周期内，对应的操作是相类似的，具体流程如图1所示，包括：
步骤101、当确定MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍时，停止对MAC表中的MAC地址进行老化操作，释放中央处理器CPU控制权，对CPU控制权的释放时间进行计时；
步骤102、当释放时间达到预设的释放时间长度时，获取CPU控制权，控制CPU继续对MAC表中的MAC地址进行老化操作。
如图1所示流程，步骤101在实施时，预设一个门限值，该门限值的取值有多种可能，例如，可以取10作为门限值，也可以取100作为门限值，还可以其他的任意自然数，具体取值根据具体情况而定。
步骤101在实施时，当确定MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍时，停止对MAC表中的MAC地址进行老化操作，释放中央处理器CPU控制权，对CPU控制权的释放时间进行计时，假设门限值为n(n为任意自然数)，可以在每隔n个MAC地址被删除后释放一次CPU控制权，同时也就能够释放占用的CPU资源，可以对CPU资源的占用率进行调节，达到稳定系统的作用。
实施时，可以有多种实施方式用来确定MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍，一种较优的实施方式为：设置一个计数器，在一个老化周期启动时，将该计数器的数值清零，当MAC表中一个MAC地址被删除时，将计数器的数值加1，直到计数器的数值达到预设的门限值的整数倍；当然，在具体实施时，计数器仅仅是统计MAC表中被删除的MAC地址的数量的一种实施手段，还可以采用人工统计，或其他手段，能够实现对MAC表中被删除的MAC地址的数量进行统计即可。在每个老化周期启动时，将计数器的数值清零，可以避免之前一个老化周期内被删除的MAC地址的数量对本次老化操作进行干扰。
为保证能够准确地启动每一个老化周期，在本例中，可以设置一个定时器，用于定期发送老化消息，当接收到定时器发送的老化消息时，启动当前的老化周期。定时器可以隔相同的时间发送老化消息，即，周期性发送老化消息；也可以隔不相同的时间发送老化消息，具体间隔的时间长度根据具体情况而定。实施时，老化消息中可以携带下一个老化周期内需要进行老化操作的MAC地址的信息，例如，携带有该MAC地址对应的VLAN(Virtual LAN，虚拟局域网)或特定端口、剩余老化时间、老化速度等等。
实施时，对MAC表中的一个MAC地址进行老化操作后，对该MAC进行处理，具体处理流程如图2所示，包括：
步骤201、确定该MAC地址的老化剩余时间是否不大于0，若是，执行步骤202，若否，执行步骤203；
步骤202、从MAC表中删除该MAC地址；
步骤203、修改该MAC地址的老化剩余时间。
如图2所示流程，步骤203在实施时，修改该MAC地址的老化剩余时间可以有多种实施方式，在本例中，一种较优的实施方式为：在该MAC地址的当前老化剩余时间中减去一个老化周期的时间后，再减去CPU控制权的总释放时间，获取修改后的该MAC地址的老化剩余时间。上文提到，可以预先设定一个门限值，每当被删除MAC地址的数量为该门限值的整数倍时，释放一次CPU控制权，例如，门限值为n时，可以在每隔n个MAC地址被删除后释放一次CPU控制权，那么，当前被删除的MAC地址数量为N(N为自然数)，恰好为n的整数倍时，CPU控制权被释放N/n次，其释放时间为N/n个预设释放时间长度。
为更方便、明确地表示该MAC地址的老化剩余时间的修改方式，可以用公式进行表示，即：
修改后的该MAC地址的老化剩余时间＝当前老化剩余时间-老化周期时长-CPU控制权的总释放时间长度；
CPU控制权的总释放时间长度＝(被删除的MAC地址数量/门限值)×预设的释放时间长度。
实施时，还可以采用其他实施方式修改该MAC地址的老化剩余时间，并不仅限于上述实施方式，具体的实施方式根据具体情况而定。
根据上述公式可以获知，在本发明实施例提供的修改后的该MAC地址的
老化剩余时间的获取方法中，修改后的该MAC地址的老化剩余时间不仅取决于老化周期时长，还取决于CPU控制权释放所带来的延时，因此，该实施方式能够加快老化进程，增强MAC地址的老化学习能力，也可以对CPU资源的占用率进行调节，达到稳定系统的作用。
在实际操作中，对MAC表中的MAC地址进行老化操作能够占用的CPU的资源是有限制的，通常可以预先设定一个CPU资源的占用率门限，如，50％，70％，等等。当CPU资源的当前占用率未超过预设占用率时，可以加快老化速度，这样，在任务量相同的情况下，对MAC表中的MAC地址进行老化需要的时间会缩短一些，也就说，在不影响对CPU资源的占用率的情况下，可以通过加快老化速度达到在不降低CPU资源占用率的前提下，提高MAC地址的学习老化性能的目的。另外，若当前的MAC表中存在大量的MAC地址，老化一次需要较长时间，此时，为提高CPU资源的利用率，也可以在CPU资源的当前占用率未超过预设占用率时，加快老化速度，增强MAC地址的老化学习能力，也不会造成对CPU资源的大量增加。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种媒体接入控制MAC地址老化控制装置，具体结构如图3所示，包括：
第一确定单元301，用于确定MAC表中被删除的MAC地址的数量是否达到预设门限值的整数倍；
计时单元302，用于在第一确定单元301确定MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍时，停止对MAC表中的MAC地址进行老化操作，释放CPU控制权，对CPU控制权的释放时间进行计时；
控制单元303，用于当计时单元302确定释放时间达到预设的释放时间长度时，获取CPU控制权，控制CPU继续对MAC表中的MAC地址进行老化操作。
在一个实施例中，如图4所示，媒体接入控制MAC地址老化控制装置可以包括第二确定单元401、删除单元402和修改单元403：
第二确定单元401，用于当控制单元303对MAC表中的一个MAC地址进行老化操作后，确定该MAC的老化剩余时间是否不大于0；
删除单元402，用于在第二确定单元401确定该MAC的老化剩余时间不大于0时，从MAC表中删除该MAC地址；
修改单元403，用于在第二确定单元401确定该MAC的老化剩余时间大于0时，修改该MAC地址的老化剩余时间。
在一个实施例中，如图4所示，修改单元403，可以进一步用于在该MAC地址的当前老化剩余时间中减去一个老化周期的时间后，再减去CPU控制权的总释放时间，获取修改后的该MAC地址的老化剩余时间；
其中，CPU控制权的总释放时间为整数倍的倍值与预设的释放时间长度的乘积。
在一个实施例中，如图5所示，媒体接入控制MAC地址老化控制装置还可以包括：
第三确定单元501，用于确定CPU资源的占用率是否超过预设占用率门限；
加速单元502，用于在第三确定单元501确定CPU资源的占用率超过预设占用率门限时，加快对MAC表中MAC地址的老化速度。
在本发明实施例中，在一个老化周期内，当确定MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍时，停止对MAC表中的MAC地址进行老化操作，释放中央处理器CPU控制权，对CPU控制权的释放时间进行计时；当释放时间达到预设的释放时间长度时，获取CPU控制权，控制CPU继续对MAC表中的MAC地址进行老化操作。也就是说，可以在每隔门限值对应的数值个MAC地址被删除后释放一次CPU控制权，同时也就能够释放占用的CPU资源，可以在不影响MAC地址学习老化性能的情况下，对CPU资源的占用率进行调节，达到稳定系统的作用。
进一步，修改后的该MAC地址的老化剩余时间不仅取决于老化周期时长，还取决于CPU控制权释放所带来的延时，因此，该实施方式能够加快老化进程，增强MAC地址的老化学习能力，也可以CPU资源的占用率进行调节，达到稳定系统的作用。
进一步，为提高CPU资源的利用率，也可以在CPU资源的当前占用率未超过预设占用率时，加快老化速度，增强MAC地址的老化学习能力，也不会造成对CPU资源的大量增加。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变形属于本发明权利要求及其等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形在内。
Claims (9)
1.一种媒体接入控制MAC地址老化控制方法，其特征在于，包括：
在一个老化周期内，当所述MAC表中删除一个MAC地址时，将对应的计数器的数值加一，直至所述计数器的数值达到所述预设门限值的整数倍，其中，所述计数器在每个老化周期启动时清零，当确定MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍时，停止对所述MAC表中的MAC地址进行老化操作，释放中央处理器CPU控制权，对所述CPU控制权的释放时间进行计时；
当所述释放时间达到预设的释放时间长度时，获取所述CPU控制权，控制所述CPU继续对所述MAC表中的MAC地址进行老化操作。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述MAC表中的一个MAC地址进行老化操作后，还包括：
确定该MAC地址的老化剩余时间是否不大于0；
若是，从所述MAC表中删除该MAC地址；
若否，修改该MAC地址的老化剩余时间。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述修改该MAC的老化剩余时间，包括：
在该MAC地址的当前老化剩余时间中减去一个老化周期的时间后，再减去CPU控制权的总释放时间，获取修改后的该MAC地址的老化剩余时间；
其中，所述CPU控制权的总释放时间为所述整数倍的倍值与预设的释放时间长度的乘积。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当对所述CPU资源的占用率未超过预设占用率门限时，加快对所述MAC表中MAC地址的老化速度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当接收到定时器发送的老化消息时，启动当前的老化周期；其中，所述老化消息中携带有所述当前老化周期内进行老化操作的MAC地址的信息。
6.一种媒体接入控制MAC地址老化控制装置，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于在一个老化周期内，当所述MAC表中删除一个MAC地址时，将对应的计数器的数值加一，直至所述计数器的数值达到所述预设门限值的整数倍，其中，所述计数器在每个老化周期启动时清零，确定MAC表中被删除的MAC地址的数量是否达到预设门限值的整数倍；
计时单元，用于在所述第一确定单元确定所述MAC表中被删除的MAC地址的数量达到预设门限值的整数倍时，停止对所述MAC表中的MAC地址进行老化操作，释放CPU控制权，对所述CPU控制权的释放时间进行计时；
控制单元，用于当所述计时单元确定所述释放时间达到预设的释放时间长度时，获取所述CPU控制权，控制所述CPU继续对所述MAC表中的MAC地址进行老化操作。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括第二确定单元、删除单元和修改单元：
所述第二确定单元，用于当所述控制单元对所述MAC表中的一个MAC地址进行老化操作后，确定该MAC的老化剩余时间是否不大于0；
所述删除单元，用于在所述第二确定单元确定该MAC的老化剩余时间不大于0时，从所述MAC表中删除该MAC地址；
所述修改单元，用于在所述第二确定单元确定该MAC的老化剩余时间大于0时，修改该MAC地址的老化剩余时间。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述修改单元，进一步用于在该MAC地址的当前老化剩余时间中减去一个老化周期的时间后，再减去CPU控制权的总释放时间，获取修改后的该MAC地址的老化剩余时间；
其中，所述CPU控制权的总释放时间为所述整数倍与所述预设的释放时间长度的乘积。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
第三确定单元，进一步用于确定所述CPU资源的占用率是否超过预设占用率门限；
加速单元，用于在所述第三确定单元确定所述CPU资源的占用率超过预设占用率门限时，加快对所述MAC表中MAC地址的老化速度。
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