CN101895471A - 一种网络设备及网络设备的数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络设备及网络设备的数据处理方法。所述网络设备包括主控板交换芯片，与所述主控板交换芯片连接的辅助芯片，以及与所述辅助芯片连接的存储模块；所述主控板交换芯片，用于将接收到的流量重定向到所述辅助芯片，并将所述辅助芯片发回的流量转发至对应的端口；所述辅助芯片，用于根据所述流量进行介质访问控制MAC地址学习，将地址与端口的对应关系写入所述存储模块，并进行所述流量的转发决策；所述存储模块，用于存储所述地址与端口的对应关系。本发明能够克服现有网络设备中MAC地址表容量不够大，不能够灵活配置的问题。

Description

一种网络设备及网络设备的数据处理方法

技术领域

本发明主要涉及通信领域，特别是指通信领域中一种提高介质访问控制MAC地址表容量的网络设备及网络设备的数据处理方法。

背景技术

随着网络的快速发展，越来越多的大容量、高密度的网络设备也随之出现，通常一个大型网络设备的接入用户多达几百K。

在大容量的网络设备如PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)、汇聚交换机中，用户侧会接入大量的用户，从而需要学习大量的MAC(Media Access Control，介质访问控制)地址，但是如果MAC地址超过了交换芯片MAC地址表的容量，就会导致下行流量泛洪，从而造成网络堵塞、丢包等问题。

在现有技术中，由于交换芯片受限于集成度和成本等因素，交换芯片集成的MAC地址表容量有限，不能够满足用户的需求，因此迫切需要一种能够扩充MCA地址表容量的技术方案。

发明内容

本发明提出一种网络设备及网络设备的数据处理方法，能够克服现有网络设备中MAC地址表容量不够大，不能够灵活配置的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种网络设备，包括主控板交换芯片，与所述主控板交换芯片连接的辅助芯片，以及与所述辅助芯片连接的存储模块；

所述主控板交换芯片，用于将接收到的流量重定向到所述辅助芯片，并将所述辅助芯片发回的流量转发至对应的端口；

所述辅助芯片，用于根据所述流量进行介质访问控制MAC地址学习，将地址与端口的对应关系写入所述存储模块，并进行所述流量的转发决策；

所述存储模块，用于存储所述地址与端口的对应关系。

优选的，所述地址与端口的对应关系具体为MAC地址与端口的对应关系。

优选的，所述MAC地址与端口的对应关系具体为第一标识信息与第二标识信息的对应关系；

其中，所述第一标识信息为MAC地址和虚拟局域网身份标识码VLANID；所述第二标识信息为芯片号和端口。

优选的，所述辅助芯片侧挂于所述主控板交换芯片，所述主控板交换芯片与所述辅助芯片通过一个或多个端口使用堆叠方式连接。

优选的，所述辅助芯片进行所述流量的转发决策具体为：

所述辅助芯片根据所述流量中的MAC地址和VLANID从所述存储模块中查找对应的芯片号和端口，并将查找到的所述芯片号和端口信息封装在所述流量中后发回所述主控板芯片。

优选的，所述主控板交换芯片与所述辅助芯片通过一个或多个端口使用堆叠方式串行连接。

优选的，所述辅助芯片进行所述流量的转发决策具体为：

所述辅助芯片根据所述流量中的MAC地址和VLANID从所述存储模块中查找对应的芯片号和端口；

判断所述芯片号是否是所述辅助芯片号，如果所述芯片号是所述辅助芯片号，则将所述流量直接从所述辅助芯片的端口上进行转发；

如果所述芯片号不是所述辅助芯片号，则将查找到的所述芯片号和端口信息封装在所述流量中后发回所述主控板芯片。

优选的，所述辅助芯片具体为：

网络处理器、交换芯片、现场可编程门阵列FPGA或专用集成电路ASIC。

优选的，所述主控板交换芯片的端口禁止MAC地址学习。

一种网络设备的数据处理方法，包括：

主控板交换芯片将接收到的流量重定向到与所述主控板交换芯片连接的辅助芯片；

所述辅助芯片根据所述流量进行介质访问控制MAC地址学习，将地址与端口的对应关系写入与所述辅助芯片连接的用于存储所述地址与端口的对应关系的存储模块，并进行所述流量的转发决策；

所述主控板交换芯片在接收到所述辅助芯片发回的流量后将所述流量转发至对应的端口。

本发明所述技术方案通过设置一存储模块来存储地址与端口的对应关系，由于设置的存储模块的容量可以很大，因此MAC地址表的容量也可以很大，能够达到兆级别，从而能够克服现有网络设备中MAC地址表容量不够大的问题；另外，还能够根据用户的需求灵活配置所述存储模块的容量，从而灵活设置MAC地址表的容量，能够满足用户的各种需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种网络设备第一实施例的结构示意图；

图2为本发明一种网络设备第二实施例的结构示意图；

图3为本发明一种网络设备第一实施例的转发流程示意图；

图4为本发明一种网络设备第二实施例的转发流程示意图；

图5为本发明一种网络设备的数据处理方法第一实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，示出了本发明一种网络设备第一实施例的结构示意图。本发明所述网络设备100包括主控板交换芯片110，与所述主控板交换芯片110连接的辅助芯片120，以及与所述辅助芯片120连接的存储模块130。

在本实施例中，所述主控板交换芯片110旁边侧挂一辅助芯片120(在本实施例中称为侧挂芯片)，所述辅助芯片120(侧挂芯片)可以是网络处理器、交换芯片、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)、专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuits)或其它处理芯片。

所述辅助芯片120(侧挂芯片)连接一存储模块130，所述存储模块130可以是SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器)、DDR(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，双倍速率同步动态随机存储器)、DDR2等存储芯片，在本实施例中所述存储模块130优选DDR2。

所述主控板交换芯片110与辅助芯片120之间通过一个或多个高带宽端口使用堆叠方式相连，并使用trunk(端口汇聚)技术进行捆绑，所述主控板交换芯片110用户侧端口和网络侧都禁止MAC地址学习。

所述主控板交换芯片110，用于将用户侧端口和网络侧端口接收到的流量重定向到所述辅助芯片120，并将所述辅助芯片120发回的流量转发至对应的端口。

所述辅助芯片120，用于根据所述流量进行介质访问控制MAC地址学习，将地址与端口的对应关系写入所述存储模块130，并进行所述流量的转发决策。

所述存储模块130，用于存储所述地址与端口的对应关系。

所述主控板交换芯片110用户侧端口和网络侧端口接收到的流量重定向到所述辅助芯片120，由所述辅助芯片120进行MAC地址学习，所述辅助芯片120将地址与端口的对应关系写入所述存储模块130。

所述地址与端口的对应关系优选为MAC地址与端口的对应关系。在本发明的具体实施例中，所述MAC地址与端口的对应关系具体为MAC地址+虚拟局域网身份标识码(Virtual Local Area Network Identity，VLANID)与芯片号+端口的对应关系，需要说明的是，在本发明中，所述“+”应该理解成“和”的意思，而不应该理解为其它的意思。

所述辅助芯片120根据MAC地址从所述存储模块130中查找对应的端口，并将查找到的端口信息封装在所述流量中后发回所述主控板芯片，所述主控板交换芯片110根据封包中的端口信息，将所述流量转发到对应的端口上。

优选的，所述辅助芯片120根据所述流量中的MAC地址+VLANID从所述存储模块130中查找对应的芯片号+端口，并将查找到的所述芯片号+端口信息封装在所述流量中后发回所述主控板芯片。所述主控板交换芯片110根据封包中的芯片号+端口信息，将所述流量转发到对应的芯片(可能是主控板芯片，也可能是线卡或其它芯片，根据芯片号决定)的端口上，并剥去附加信息，还原为标准的以太网格式。

另外，为了提高辅助芯片120(侧挂芯片)查找的效率，可以使用TCAM(ternary content addressable memory，三态内容寻址存储器)等芯片进行查找，也可以使用高速侧挂芯片用哈希算法进行查找，以达到线速转发的目的，所述网络设备100的转发流程如图3所示。

本发明所述技术方案通过设置一存储模块来存储地址与端口的对应关系，由于设置的存储模块的容量可以很大，因此MAC地址表的容量也可以很大，能够达到兆级别，从而能够克服现有网络设备中MAC地址表容量不够大的问题；另外，还能够根据用户的需求灵活配置所述存储模块的容量，从而灵活设置MAC地址表的容量，能够满足用户的各种需求。

参照图2，示出了本发明一种网络设备第二实施例的结构示意图。本发明所述网络设备200包括主控板交换芯片210，与所述主控板交换芯片210连接的辅助芯片220，以及与所述辅助芯片220连接的存储模块230。

在本实施例中，所述主控板交换芯片210与所述辅助芯片220(在本实施例中称为上联板芯片，即将所述辅助芯片220的功能集中在上联板芯片中，当然，所述辅助芯片220的功能还可以集中在其它线卡中，本发明对此不进行限定)通过堆叠方式串行连接，所述辅助芯片220(上联板芯片)可以是网络处理器、交换芯片、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)、专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuits)或其它处理芯片。

所述辅助芯片220(上联板芯片)连接一存储模块230，所述存储模块230可以是SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器)DDR(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，双倍速率同步动态随机存储器)、DDR2等存储芯片，在本实施例中所述存储模块230优选DDR2。

所述主控板交换芯片210与辅助芯片220之间通过一个或多个高带宽端口使用堆叠方式相连，并使用trunk(端口汇聚)技术进行捆绑，所述主控板交换芯片210用户侧端口和网络侧都禁止MAC地址学习。

所述主控板交换芯片210，用于将用户侧端口和网络侧端口接收到的流量重定向到所述辅助芯片220，并将所述辅助芯片220发回的流量转发至对应的端口。

对于上行流量，所述主控板交换芯片210，用于将用户侧端口接收到的流量重定向到所述辅助芯片220，并将所述辅助芯片220发回的流量转发至对应的上联端口或用户端口。

对于下行流量，所述辅助芯片220在上联口进行MAC地址学习、转发决策。所述主控板交换芯片210，用于将接收到的流量转发至对应的用户端口。

所述辅助芯片220，用于根据所述流量进行介质访问控制MAC地址学习，将地址与端口的对应关系写入所述存储模块230，并进行所述流量的转发决策。

所述辅助芯片220进行所述流量的转发决策具体为：

所述辅助芯片220根据所述流量中的MAC地址+VLANID从所述存储模块230中查找对应的芯片号+端口；

判断所述芯片号是否是所述辅助芯片220号，如果所述芯片号是所述辅助芯片220号，则将所述流量直接从所述辅助芯片220进行转发；

如果所述芯片号不是所述辅助芯片220号，则将查找到的所述芯片号+端口信息封装在所述流量中后发回所述主控板芯片。

所述存储模块230，用于存储所述地址与端口的对应关系。

主控板交换芯片210用户侧端口或/和网络侧端口接收到的流量重定向到上联板芯片，由所述上联板芯片进行MAC地址学习，所述上联板芯片本身的用户侧端口或/和网络侧端口接收的流量也在上联板芯片进行MAC学习，也就是说所述上联板芯片堆叠口和非堆叠口接收到的流量都在上联板芯片进行MAC地址学习，并将地址与端口的对应关系写入所述存储模块230中。

所述地址与端口的对应关系优选为MAC地址与端口的对应关系。在本发明的具体实施例中，所述MAC地址与端口的对应关系具体为MAC地址+VLANID与芯片号+端口的对应关系。

流量在上联板芯片上进行转发决策，根据MAC地址+VLANID在存储模块230中查找芯片+端口，如果查到的芯片号是上联板芯片号，就直接从上联板芯片转发出去；如果查到的芯片号不是上联板芯片号，则将查找到的芯片与端口信息封装在数据包中，发回到主控板芯片，所述主控板交换芯片210根据封包中的芯片号+端口信息，将所述流量转发到对应的芯片端口上，并剥去附加信息，还原为标准的以太网格式。

另外，为了提高辅助芯片220(上联板芯片)查找的效率，可以使用TCAM(ternary content addressable memory，三态内容寻址存储器)等芯片进行查找，也可以使用高速上联板芯片用哈希算法进行查找，以达到线速转发的目的，所述网络设备200的转发流程如图4所示。

本发明所述技术方案通过设置一存储模块来存储地址与端口的对应关系，由于设置的存储模块的容量可以很大，因此MAC地址表的容量也可以很大，能够达到兆级别，从而能够克服现有网络设备中MAC地址表容量不够大的问题；另外，还能够根据用户的需求灵活配置所述存储模块的容量，从而灵活设置MAC地址表的容量，能够满足用户的各种需求。

本发明所述网络设备可以是PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)、汇聚交换机或其它各种类型的网络设备。

参照图5，本发明还公开了一种网络设备的数据处理方法，所述方法包括：

步骤S510、主控板交换芯片将用户侧端口和网络侧端口接收到的流量重定向到与所述主控板交换芯片连接的辅助芯片。

步骤S520、所述辅助芯片根据所述流量进行介质访问控制MAC地址学习，将地址与端口的对应关系写入与所述辅助芯片连接的用于存储所述地址与端口的对应关系的存储模块，并进行所述流量的转发决策。

步骤S530、所述主控板交换芯片在接收到所述辅助芯片发回的流量后将所述流量转发至对应的端口。

需要说明的是，所述方法实施例是与图1、图2所述装置实施例对应的，因此，在方法实施例部分未详细描述的部分参照装置实施例相应部分的描述即可，为了篇幅考虑，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种网络设备，其特征在于，包括主控板交换芯片，与所述主控板交换芯片连接的辅助芯片，以及与所述辅助芯片连接的存储模块；

所述主控板交换芯片，用于将接收到的流量重定向到所述辅助芯片，并将所述辅助芯片发回的流量转发至对应的端口；

所述辅助芯片，用于根据所述流量进行介质访问控制MAC地址学习，将地址与端口的对应关系写入所述存储模块，并进行所述流量的转发决策；

所述存储模块，用于存储所述地址与端口的对应关系。

2.根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述地址与端口的对应关系具体为MAC地址与端口的对应关系。

3.根据权利要求2所述的网络设备，其特征在于，所述MAC地址与端口的对应关系具体为第一标识信息与第二标识信息的对应关系；

其中，所述第一标识信息为MAC地址和虚拟局域网身份标识码VLANID；所述第二标识信息为芯片号和端口。

4.根据权利要求3所述的网络设备，其特征在于，所述辅助芯片侧挂于所述主控板交换芯片，所述主控板交换芯片与所述辅助芯片通过一个或多个端口使用堆叠方式连接。

5.根据权利要求4所述的网络设备，其特征在于，所述辅助芯片进行所述流量的转发决策具体为：

所述辅助芯片根据所述流量中的MAC地址和VLANID从所述存储模块中查找对应的芯片号和端口，并将查找到的所述芯片号和端口信息封装在所述流量中后发回所述主控板芯片。

6.根据权利要求3所述的网络设备，其特征在于，所述主控板交换芯片与所述辅助芯片通过一个或多个端口使用堆叠方式串行连接。

7.根据权利要求6所述的网络设备，其特征在于，所述辅助芯片进行所述流量的转发决策具体为：

所述辅助芯片根据所述流量中的MAC地址和VLANID从所述存储模块中查找对应的芯片号和端口；

判断所述芯片号是否是所述辅助芯片号，如果所述芯片号是所述辅助芯片号，则将所述流量直接从所述辅助芯片的端口上进行转发；

如果所述芯片号不是所述辅助芯片号，则将查找到的所述芯片号和端口信息封装在所述流量中后发回所述主控板芯片。

8.根据权利要求1至7任一项所述的网络设备，其特征在于，所述辅助芯片具体为：

网络处理器、交换芯片、现场可编程门阵列FPGA或专用集成电路ASIC。

9.根据权利要求8所述的网络设备，其特征在于，所述主控板交换芯片的端口禁止MAC地址学习。

10.一种网络设备的数据处理方法，其特征在于，包括：

主控板交换芯片将接收到的流量重定向到与所述主控板交换芯片连接的辅助芯片；

所述辅助芯片根据所述流量进行介质访问控制MAC地址学习，将地址与端口的对应关系写入与所述辅助芯片连接的用于存储所述地址与端口的对应关系的存储模块，并进行所述流量的转发决策；

所述主控板交换芯片在接收到所述辅助芯片发回的流量后将所述流量转发至对应的端口。

Images