CN101741921A - Mac地址处理方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种MAC地址处理方法和装置，该方法基于接入设备实现，接入设备指定一个或多个MAC地址，且指定的MAC地址数少于对应的用户MAC地址数，接入设备用指定的MAC地址替换数据报文中的用户MAC地址。本发明方法和装置中指定的MAC地址数少于对应的用户MAC地址数，从而可以大大减少汇聚设备的MAC地址学习数量，提高了整个网络的处理性能，节省了网络中设备的MAC地址学习资源。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，更具体的说，是在接入设备上提供一种MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址处理方法和装置。
背景技术
随着宽带价值链及宽带业务运营模式的逐渐建立，宽带业务正逐渐成为各运营商拓展业务领域、增加收入和增强竞争力的焦点。随着更多新业务的开展，接入宽带网络的设备变得更加复杂、庞大，对目前接入网汇聚设备，尤其是挂接了较多接入网设备的汇聚层设备，造成了很大的MAC地址的学习负担，影响到系统运行性能，进而会导致整个网络的数据处理能力下降。
目前，运营商在组网时，通常采用环状结构或树状结构组网，汇聚层的设备就必须承担更多的二层转发任务。不管是环状组网还是树状组网，都需要汇聚层设备学习大量的MAC地址，即每个用户的MAC地址都需要学习在汇聚层的设备上。如果是树状组网，图1为树状组网示意图，则每台交换机需要学习的MAC地址数目是该台交换机下挂的用户数；如果是环状组网，则每台交换机需要学习的MAC地址数目是该环上所有用户数。
大量MAC地址的学习、及与之对应的MAC地址老化，会占用很多设备资源，影响设备的性能及稳定性。特别是在网络拓扑改变时，有大量MAC地址删除、新增、刷新，这个过程中会有大量的报文在VLAN内广播，占用网络带宽。当用户数超过交换机支持的MAC地址规格后，会导致报文在VLAN内广播，占用大量的网络带宽，影响网络运行的速度和性能。
目前针对MAC地址学习数目控制还没有比较有效的方法。现有的解决方法一般是提高设备MAC地址表的规格，也就是增加转发芯片二级缓存的规格，这样的成本相当不菲。
现有的专利文献包括：专利申请号为10093448的中国专利申请“减少网络内媒体接入控制地址学习的方法”。
第10093448号中国专利申请存在以下不足：一、该专利基于网络设备上的VLAN内的端口数来决定是否学习MAC地址，由于目前网络的复杂性，VLAN内的端口数变化比较大，所以针对VLAN内的端口数比较多的情况，无法进行MAC地址学习控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种MAC地址处理方法和装置，以减少汇聚设备MAC地址学习数量。
为了解决上述问题，本发明提供了一种MAC地址处理方法，该方法基于接入设备实现，接入设备指定一个或多个MAC地址，且指定的MAC地址数少于对应的用户MAC地址数，接入设备用指定的MAC地址替换数据报文中的用户MAC地址。
进一步地，该方法包括：
(a)接入设备提取拨号阶段报文中的会话标识并保存；
(b)接入设备建立并保存会话标识、用户端口及用户MAC地址的对应关系表；
(c)接入设备指定MAC地址，对会话阶段的数据报文进行指定MAC地址和用户MAC地址的替换。
进一步地，指定MAC地址和用户MAC地址的替换是这样进行的：将上行数据报文中的源MAC地址替换为指定的MAC地址；将下行数据报文中的目的MAC地址替换为用户MAC地址。
进一步地，上行数据报文中的源MAC地址是用户MAC地址，下行数据报文中的目的MAC地址是指定的MAC地址。
进一步地，将下行数据报文中的目的MAC地址替换为用户MAC地址之前，先根据下行数据报文中的会话标识在对应关系表中查询与该会话标识相对应的用户端口及用户MAC地址。
进一步地，步骤(a)中所述拨号阶段报文指，以太网点对点协议PPPoE拨号过程中的会话确认协议包PADS报文。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种MAC地址处理装置，该装置基于接入设备实现，用于指定一个或多个MAC地址，且指定的MAC地址数少于对应的用户MAC地址数，还用于用指定的MAC地址替换数据报文中的用户MAC地址。
进一步地，该装置包括管理模块和指定替换模块，其中，
管理模块，用于从拨号阶段报文中提取会话标识，并建立会话标识、用户端口及用户MAC地址的对应关系；
指定替换模块，用于为接收模块接收到的上行数据报文指定MAC地址，以及对会话阶段的数据报文进行指定MAC地址和用户MAC地址的替换。
进一步地，所述指定替换模块还用于根据下行数据报文中的会话标识在管理模块的对应关系中查询与该会话标识相对应的用户端口及用户MAC地址；所述指定替换模块是这样进行指定MAC地址和用户MAC地址替换的：用指定的MAC地址替换上行数据报文中的用户MAC地址并发送给转发模块，将下行数据报文中的MAC地址替换为对应的用户MAC地址。
进一步地，步骤(a)中所述拨号阶段报文指，以太网点对点协议PPPoE拨号过程中的会话确认协议包PADS报文。
采用本发明所述方法和装置，与现有技术相比，通过将用户PPPoE拨号过程中的PADS协议报文中的会话标识字段与用户的MAC地址绑定，使得用户的MAC地址在接入设备终结，使得用户MAC地址局部化，从而不会将用户MAC地址传递到汇聚层设备，同时，接入设备指定的MAC地址数少于对应的用户MAC地址数，从而可以大大减少汇聚设备的MAC地址学习数量，提高了整个网络的处理性能，节省了网络中设备的MAC地址学习资源。
附图说明
图1接入网树状汇聚示意图。
图2是本发明方法对上行数据报文的处理流程。
图3是本发明方法对下行数据报文的处理流程。
具体实施方式
本发明MAC地址处理方法主要思想是，基于接入设备实现，接入设备指定一个或多个MAC地址，且指定的MAC地址数少于对应的用户MAC地址数，并用指定的MAC地址替换数据报文中的用户MAC地址。
本发明MAC地址处理方法，包括以下步骤：
步骤一：接入设备提取用户端口的PPPoE(Point-to-Point Protocol overEthernet，以太网点对点协议)拨号过程中的PADS(PPPoE Active DiscoverySession-confirmation，会话确认协议包)报文，获取PADS报文中的会话标识并保存；
步骤二：接入设备建立PPPoE数据报文中的会话标识与用户端口及其MAC地址的对应关系表；
接入设备的转发芯片能够支持提取PPPoE协议中的PADS报文的会话标识字段，这样可以在接入设备上建立会话标识字段与用户端口及其MAC地址的关系数据库，以备在会话阶段进行根据该关系数据库中的会话标识与用户端口及MAC地址的对应关系进行相应的MAC地址替换与转发，也就是会话标识与用户端口及MAC地址的对应关系，是通过对PPPoE协议的监听实现的。
步骤三：接入设备指定MAC地址，对PPPoE会话阶段的数据报文进行指定MAC地址和用户MAC地址的替换。
具体表现为：将上行数据报文中的源MAC地址(即用户MAC地址)替换为指定的MAC地址；将下行数据报文中的目的MAC地址(即指定的MAC地址)替换为用户MAC地址。
以以太网交换芯片为核心，分别针对上下行数据报文进行相应的MAC地址替换，确保数据报文的正常转发。
具体的，在PPPoE会话阶段的数据报文交换，对于上行数据报文，使用接入网设备的指定的MAC地址替换数据报文中的源MAC地址并由转发芯片转发到汇聚层设备。
针对上行的数据报文，统一使用接入网设备提供的MAC地址替换方法替换用户数据报文中的源MAC地址并进行转发，具体的MAC地址替换方法主要是指在接入网设备上指定一个或多个统一的MAC地址，针对不同的用户端口根据确定的原则进行MAC地址替换。图2为上行报文处理流程，这样，不管接入设备挂接了多少用户，在汇聚设备上只学习到了接入网设备上指定的一个或者多个MAC地址。
图3是下行报文的处理流程，对于下行数据报文，根据PPPoE数据报文中的会话标识在上述关系数据库中查询与该会话标识相对应的用户端口及其MAC地址，使用查询到的用户MAC地址替换数据报文中的目的MAC地址(即接入设备指定的MAC地址)并转发到对应的用户端口。
为实现以上方法，本发明MAC地址处理装置，是基于接入设备实现，用于指定一个或多个MAC地址，且指定的MAC地址数少于对应的用户MAC地址数，还用于用指定的MAC地址替换数据报文中的用户MAC地址。具体地，该装置包括接收模块、管理模块、指定替换模块及转发模块，其中，
接收模块，用于接收拨号阶段报文并发送给管理模块，还用于接收用户设备或汇聚设备发送的会话阶段数据报文并发送给指定替换模块；
管理模块，用于从接收模块接收的拨号阶段报文中提取会话标识，并建立会话标识、用户端口及用户MAC地址的对应关系；
指定替换模块，用于为接收模块接收到的上行数据报文指定MAC地址，以及对会话阶段的数据报文进行指定MAC地址和用户MAC地址的替换。
具体表现为用指定的MAC地址替换上行数据报文中的用户MAC地址并发送给转发模块，还用于根据接收到的下行数据报文中的会话标识查询管理模块中的对应关系，将下行数据报文中的MAC地址替换为对应的用户MAC地址并转发给转发模块。
转发模块，由转发芯片实现，用于将管理模块或指定替换模块处理后的报文转发给汇聚设备或对应的用户设备。
采用本发明所述方法和装置，与现有技术相比，通过将用户PPPoE拨号过程中的PADS协议报文中的会话标识字段与用户的MAC地址绑定，使得用户的MAC地址在接入设备终结，使得用户MAC地址局部化，从而不会将用户MAC地址传递到汇聚层设备，同时，接入设备指定的MAC地址数少于对应的用户MAC地址数，从而可以大大减少汇聚设备的MAC地址学习数量，提高了整个网络的处理性能，节省了网络中设备的MAC地址学习资源。
Claims (10)
1.一种MAC地址处理方法，其特征在于，该方法基于接入设备实现，接入设备指定一个或多个MAC地址，且指定的MAC地址数少于对应的用户MAC地址数，接入设备用指定的MAC地址替换数据报文中的用户MAC地址。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：
(a)接入设备提取拨号阶段报文中的会话标识并保存；
(b)接入设备建立并保存会话标识、用户端口及用户MAC地址的对应关系表；
(c)接入设备指定MAC地址，对会话阶段的数据报文进行指定MAC地址和用户MAC地址的替换。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：指定MAC地址和用户MAC地址的替换是这样进行的：将上行数据报文中的源MAC地址替换为指定的MAC地址；将下行数据报文中的目的MAC地址替换为用户MAC地址。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：上行数据报文中的源MAC地址是用户MAC地址，下行数据报文中的目的MAC地址是指定的MAC地址。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，将下行数据报文中的目的MAC地址替换为用户MAC地址之前，先根据下行数据报文中的会话标识在对应关系表中查询与该会话标识相对应的用户端口及用户MAC地址。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤(a)中所述拨号阶段报文指，以太网点对点协议PPPoE拨号过程中的会话确认协议包PADS报文。
7.一种MAC地址处理装置，其特征在于，该装置基于接入设备实现，用于指定一个或多个MAC地址，且指定的MAC地址数少于对应的用户MAC地址数，还用于用指定的MAC地址替换数据报文中的用户MAC地址。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置包括管理模块和指定替换模块，其中，
管理模块，用于从拨号阶段报文中提取会话标识，并建立会话标识、用户端口及用户MAC地址的对应关系；
指定替换模块，用于为接收模块接收到的上行数据报文指定MAC地址，以及对会话阶段的数据报文进行指定MAC地址和用户MAC地址的替换。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述指定替换模块还用于根据下行数据报文中的会话标识在管理模块的对应关系中查询与该会话标识相对应的用户端口及用户MAC地址；所述指定替换模块是这样进行指定MAC地址和用户MAC地址替换的：用指定的MAC地址替换上行数据报文中的用户MAC地址并发送给转发模块，将下行数据报文中的MAC地址替换为对应的用户MAC地址。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于：步骤(a)中所述拨号阶段报文指，以太网点对点协议PPPoE拨号过程中的会话确认协议包PADS报文。
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