CN101834781A - 一种聚合端口的介质访问控制地址保活装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚合端口的MAC地址保活装置及方法，在MAC地址老化周期内，收到报文的子系统向全局聚合端口MAC地址管理模块发送MAC保活消息；全局聚合端口MAC地址管理模块将接收到的MAC保活消息发送给所有子系统以保活该MAC地址。采用本发明的装置及方法，可以在MAC地址老化周期内，保活聚合端口的MAC地址，有效避免由于聚合端口的MAC地址的误删而导致的目的报文在二层网络设备上的洪泛，有效节省了网络带宽占用率。

Description

一种聚合端口的介质访问控制地址保活装置及方法
技术领域
本发明涉及介质访问控制(MAC，MediaAccess Control)地址保活技术，特别是指分布式二层网络设备中一种聚合端口的MAC地址保活装置及方法。
背景技术
MAC地址是识别局域网(LAN，Local Area Network)节点的标识，MAC地址对设备如网卡接口是全球唯一的。MAC地址为48位，用12个16进制数表示。前6个16进制数由美国电气和电子工程师协会(IEEE，Institute ofElectrical and Electronics Engineers)管理，用来识别生产者或者厂商，构成组织唯一识别符(OUI，Organizational Unique Identifier)；后6个16进制数包括网卡序列号，或者特定硬件厂商的设定值。
下面介绍一下与MAC地址相关的MAC地址学习、保活和老化。首先，MAC地址学习，是指将每个所接收的报文的源MAC地址存储在学习虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)里，使包含该地址的报文只会转发到此地址所在端口；而对于发至未学习地址的报文，则转发到VLAN的所有端口上。这个方法有助于把相连局域网的业务量最小化；MAC地址的作用，是为了让报文到达设备之后转发至指定的端口，进而减小局域网内的业务量，但是每个MAC地址都需要占用实际的软硬件资源，当某个MAC地址没有存在的必要时，经过一段时间之后，就要将该MAC地址删除掉并释放软硬件资源，这称之为MAC地址老化；如果在这段时间中，设备又收到了包含该MAC地址的报文，那么由于这个MAC地址已经存在，所以就不用被学习，也不能被老化，这个时候要做的动作就是MAC地址保活。
在上面三个动作中，保活动作的使用最为频繁。举个最简单的例子，早晨上班开电脑做了一次MAC地址学习，晚上下班关电脑做一次MAC地址老化，中间8个小时内，可以以分钟为单位设定每隔一分钟做一次MAC地址保活。
对于图1所示的分布式网络设备，在子系统1，端口12上学习到一个MAC地址之后，需要将该MAC地址通过中央处理模块的子系统同步模块同步到其他所有的子系统上去，这样才能保证其他子系统收到包含该MAC地址的报文之后，能将该报文转发到学习到该MAC地址的对应端口上，即子系统1的端口12。
在一段时间之内，如果子系统1端口12上一直能够接收到包含该MAC地址的报文，则需要在所有的子系统上保留该MAC地址，但是保活的动作只能在子系统1端口12收到该MAC地址的报文时在子系统1上保活，而其他子系统由于无法收到这样的报文，就会有一个MAC地址“假老化”的过程，但是此时硬件MAC表中该地址项是存在的，软件在接收到这个“假老化”消息后，判断MAC表中该MAC地址所对应的端口是否在本子系统上，如果不是在本子系统上，则不理会这个“假老化”消息，所以在其他子系统上的该MAC地址不会被删除；如果子系统1上的MAC地址没有被保活，则会通知MAC表管理模块，由MAC表管理模块删除所有子系统上相应的MAC地址。
但是在二层网络设备中会存在一种聚合端口，这种聚合端口是一个逻辑概念，是一系列物理端口的集合，并且一个聚合端口中的成员物理端口可以在不同的子系统上，在聚合端口上学习到MAC地址后，与该MAC地址所对应的端口就是一个聚合端口，而不是某个物理端口。
现有技术中，对于上面所述的物理端口MAC地址保活原则就不适用于二层网络设备的聚合端口，因为聚合端口很可能不独属于任何一个子系统，一个聚合端口的成员物理端口往往同时属于多个子系统，如果按照物理端口所属子系统进行MAC地址保活，除非在所有子系统上均有这个聚合端口的成员物理端口，并且所有成员物理端口都能收到用来保活的报文，否则，必然使某个子系统上对应的该MAC地址没办法被保活，而且，也不能像物理端口处理“假老化”一样，通过判断端口所属子系统来否决“假老化”消息。如此，MAC表管理模块就会删除这个本无需删除的MAC地址；当该MAC地址被删除之后，以该MAC地址为目的地址的报文就会在二层网络设备上洪泛，从而增加带宽占用率。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种聚合端口的MAC地址保活装置及方法，以避免聚合端口的MAC地址被误删及以该MAC地址为目的地址的报文在二层设备上洪泛，从而节约带宽占用率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种聚合端口的MAC地址保活装置，该装置包括：全局聚合端口MAC地址管理模块和MAC保活消息收发模块；其中，
全局聚合端口MAC地址管理模块，用于在MAC地址老化周期内，接收子系统发送的MAC保活消息，并将该MAC保活消息发送给所有子系统；
MAC保活消息收发模块，位于子系统中，用于在MAC地址老化周期内，向全局聚合端口MAC地址管理模块发送MAC保活消息，以及接收全局聚合端口MAC地址管理模块发送的MAC保活消息。
所述MAC保活消息中包含：源MAC地址和子系统的名称。
该装置还包括：子系统同步模块和MAC表管理模块；其中，
子系统同步模块，用于将一个子系统学习到的聚合端口的MAC地址同步到其他子系统上；
MAC表管理模块，用于保活或老化聚合端口的MAC地址。
一种聚合端口的MAC地址保活方法，该方法包括：
在MAC地址老化周期内，收到报文的子系统向全局聚合端口MAC地址管理模块发送MAC保活消息；
全局聚合端口MAC地址管理模块将接收到的MAC保活消息发送给所有子系统。
在子系统收到报文之前，该方法还包括：在有一个子系统学习到聚合端口的MAC地址之后，将该MAC地址同步到所有子系统上。
所述MAC保活消息发送给所有子系统后，该方法还包括：保活所有子系统中该MAC地址。
如果子系统没有在MAC地址老化周期内收到报文，该方法进一步包括：未收到报文的子系统老化该MAC地址。
所述MAC保活消息中包含：源MAC地址和子系统的名称。
本发明所提供的一种聚合端口的MAC地址保活装置及方法，在MAC地址老化周期内，收到报文的子系统向全局聚合端口MAC地址管理模块发送MAC保活消息；全局聚合端口MAC地址管理模块将接收到的MAC保活消息发送给所有子系统以保活该MAC地址；另外，如果子系统在MAC地址老化周期内没有收到报文，则老化该MAC地址。
采用本发明的装置及方法，可以在MAC地址老化周期内，保活聚合端口的MAC地址，有效避免由于聚合端口的MAC地址的误删而导致的目的报文在二层网络设备上的洪泛；另外，还可以老化不必要的MAC地址，有效节省了网络带宽占用率，从而节约了系统资源。
附图说明
图1为现有技术分布式系统的组成结构示意图；
图2为本发明聚合端口的MAC地址保活装置组成结构图；
图3为本发明聚合端口的MAC地址保活方法流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：在MAC地址老化周期内收到报文的子系统向全局聚合端口MAC地址管理模块发送MAC保活消息；全局聚合端口MAC地址管理模块将接收到的MAC保活消息发送给所有子系统以保活该MAC地址。
本发明所提供的聚合端口的MAC地址保活装置，如图2所示，该装置包括：全局聚合端口MAC地址管理模块和MAC保活消息收发模块；其中，
全局聚合端口MAC地址管理模块，位于网络设备的中央处理模块中，用于在MAC地址老化周期内，接收子系统发送的MAC保活消息，并将该MAC保活消息发送给所有子系统。
MAC保活消息收发模块，位于子系统中，用于在MAC地址老化周期内，向全局聚合端口MAC地址管理模块发送MAC保活消息，以及接收全局聚合端口MAC地址管理模块发送的MAC保活消息。
该装置还包括：位于网络设备的中央处理模块中的子系统同步模块和MAC表管理模块；其中，
子系统同步模块，用于将一个子系统学习到的聚合端口的MAC地址同步到其他子系统上；
MAC表管理模块，用于保活或老化聚合端口的MAC地址。
基于上述装置，本发明还提供了一种聚合端口的MAC地址保活方法，如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤301：启动全局聚合端口MAC地址管理模块；
步骤302：是否有子系统学习到聚合端口的MAC地址，如果有子系统学习到聚合端口的MAC地址，则执行步骤303；否则，继续执行步骤302；
本步骤中，通过手动配置实端口和虚端口以组成聚合端口，由于在实端口上学习到的MAC地址会自动学习到虚端口上，所以可以判断出是否学习到聚合端口的MAC地址，其中该过程为现有技术。
步骤303：将该MAC地址同步到所有子系统上；
本步骤中，通过中央处理模块的子系统同步模块将该MAC地址同步到其他子系统上，该MAC地址对应的端口为该聚合端口。此步骤为现有技术，在此不做详细描述。
步骤304：子系统判断是否在MAC地址老化周期内收到报文，如果收到报文，执行步骤305；否则执行步骤308；
本步骤中，子系统在MAC地址老化周期内收到的报文中包含源MAC地址，用于保活该MAC地址。
步骤305：收到报文的子系统向全局聚合端口MAC地址管理模块发送MAC保活消息；
本步骤中，全局聚合端口MAC地址管理模块收到的MAC保活消息中包含：源MAC地址和子系统的名称。
步骤306：全局聚合端口MAC地址管理模块将接收到的MAC保活消息发送给所有子系统；
步骤307：保活所有子系统中该MAC地址，返回步骤304；
本步骤中，可以通过中央处理模块中的MAC表管理模块实现MAC地址的保活，其中，该方法为现有技术，在此不做详细描述。
步骤308：未收到报文的子系统老化该MAC地址，返回步骤302。
本步骤中，可以通过MAC表管理模块实现MAC地址的老化，从而实现所有子系统中该MAC地址的老化，其中，该方法为现有技术，在此不做详细描述。
本发明中，MAC地址的保活是由全局聚合端口MAC地址管理模块向所有子系统发送MAC保活消息，以实现所有子系统的MAC地址保活；而MAC地址的老化是未在MAC地址老化周期内收到报文的子系统实现的对本子系统MAC地址的老化，原则上各子系统实现的MAC地址的老化周期相同。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种聚合端口的MAC地址保活装置，其特征在于，该装置包括：全局聚合端口MAC地址管理模块和MAC保活消息收发模块；其中，
全局聚合端口MAC地址管理模块，用于在MAC地址老化周期内，接收子系统发送的MAC保活消息，并将该MAC保活消息发送给所有子系统；
MAC保活消息收发模块，位于子系统中，用于在MAC地址老化周期内，向全局聚合端口MAC地址管理模块发送MAC保活消息，以及接收全局聚合端口MAC地址管理模块发送的MAC保活消息。
2.根据权利要求1所述的装置，所述MAC保活消息中包含：源MAC地址和子系统的名称。
3.根据权利要求1或2所述的装置，该装置还包括：子系统同步模块和MAC表管理模块；其中，
子系统同步模块，用于将一个子系统学习到的聚合端口的MAC地址同步到其他子系统上；
MAC表管理模块，用于保活或老化聚合端口的MAC地址。
4.一种聚合端口的MAC地址保活方法，其特征在于，该方法包括：
在MAC地址老化周期内，收到报文的子系统向全局聚合端口MAC地址管理模块发送MAC保活消息；
全局聚合端口MAC地址管理模块将接收到的MAC保活消息发送给所有子系统。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在子系统收到报文之前，该方法还包括：在有一个子系统学习到聚合端口的MAC地址之后，将该MAC地址同步到所有子系统上。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述MAC保活消息发送给所有子系统后，该方法还包括：保活所有子系统中该MAC地址。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，如果子系统没有在MAC地址老化周期内收到报文，该方法进一步包括：未收到报文的子系统老化该MAC地址。
8.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述MAC保活消息中包含：源MAC地址和子系统的名称。
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