CN103188155B - 一种基于分布式系统的arp实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分布式系统的ARP实现方法，该方法中当线卡需要跨线卡解析ARP时，直接向目的线卡请求ARP表项；如果目的线卡存在该ARP表项，则直接将ARP表项返回给请求线卡；否则，目的线卡将发送ARP请求，进行ARP解析，并将解析到的ARP表项同步给其他线卡。本发明采用直接向目的线卡请求ARP的方法避免给主控造成压力，其与现有技术相比，ARP解析效率得到了极大的提高，并且还使主控的稳定性得到提高。

Description

一种基于分布式系统的ARP实现方法

技术领域

本发明涉及网络数据传输技术，具体涉及一种分布式系统数据处理技术。

背景技术

在分布式系统上，当收到跨线卡转发的报文时，为了提高整机的处理性能，通常会考虑由入口线卡完成整个转发工作。因此，要求在入口线卡上，能够查询到出口线卡的ARP信息。通常情况下，首先线卡可以将学习到的ARP表项同步到主控，然后，当其他线卡需要跨线卡解析ARP时，再将主控上的ARP表项同步到线卡上。但是，如果主控上也没有该ARP表项，主控将向目的线卡请求，然后目的线卡再发送ARP请求。

这样这样的处理机制带来的问题就是效率不高，需要多次板间通信才能完成整个ARP学习过程，而当遇到突发流量时，将对主控和板间通信造成很大的压力。

发明内容

本发明针对上述现有方案中分布式系统在处理ARP信息时，间接向主控请求ARP所存在的效率低下，且当遇到突发流量时，将对主控和线板间通信造成压力等问题，而提供一种新型的基于分布式系统的ARP实现方法。该方法能够大大简化和加速分布式系统的ARP解析过程。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于分布式系统的ARP实现方法，该方法中当线卡需要跨线卡解析ARP时，直接向目的线卡请求ARP表项；如果目的线卡存在该ARP表项，则直接将ARP表项返回给请求线卡；否则，目的线卡将发送ARP请求，进行ARP解析，并将解析到的ARP表项同步给其他线卡。

在本发明的实例中，所述ARP实现过程中线卡ARP解析的步骤如下：

1)首先在本地线卡ARP表中生成一条不完整的ARP表项，并将报文缓存在ARP表项下；

(2)如果目的端口是本地端口，直接发送ARP请求，等待ARP回应；否则，则转步骤4；

(3)如果ARP请求超时，则转步骤8；否则，向其他线卡同步ARP表项，并进行关联，接着转步骤7；

(4)如果目的端口不是本地端口，则向目的线卡请求ARP表项，如果目的线卡存在该ARP表项，则该ARP表项关联请求线卡，并转步骤7；否则，则在目的线卡ARP表项中生成一条不完整的ARP表项，并发送ARP请求；

(5)如果ARP请求超时，则转步骤9；否则，先完成目的线卡ARP表项，再向其他线卡同步ARP表项，并进行关联；

(7)完成线卡ARP表项，并发送缓存的报文(结束)；

(8)删除线卡ARP表项，并释放缓存的报文(结束)；

(9)删除目的线卡ARP表项(结束)；。

在本发明的实例中，所述ARP实现过程中ARP的查询过程是当线卡收到转发报文时，只需要查询本地线卡ARP表项，如果存在该ARP表项，返回查询结果，否则返回查询失败。

在本发明的实例中，所述ARP实现过程中ARP表项的老化步骤如下：

首先，线卡删除本地的ARP表项；

然后，通知目的线卡取消与该ARP表项的关联；

接着，目的线卡检查该ARP表项的关联关系；

最后，如果目的线卡发现该ARP表项没有任何关联，将删除该ARP表项。

在本发明的实例中，所述ARP实现过程中ARP的更新步骤如下：

首先，更新本地线卡的ARP表项；

然后，通知当前关联该ARP表项的线卡，更新相应的ARP表项。

本发明采用直接向目的线卡请求ARP的方法避免给主控造成压力，其与现有技术相比，ARP解析效率得到了极大的提高，并且还使主控的稳定性得到提高。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为基于本发明实施的ARP解析流程图。

图2为基于本发明实施的ARP查询流程图。

图3为基于本发明实施的ARP老化流程图。

图4为基于本发明实施的ARP更新流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

针对现有技术中采用间接向主控请求ARP的方案所存在的效率低下，当遇到突发流量时，将对主控和板间通信造成压力等问题，本发为简化和加速分布式系统的ARP解析过程，提供一种直接向目的线卡请求ARP的方法避免给主控造成压力，其具体过程是：当线卡需要跨线卡解析ARP时，直接向目的线卡请求ARP表项；如果目的线卡存在该ARP表项，则直接将ARP表项返回给请求线卡；否则，目的线卡将发送ARP请求，进行ARP解析，并将解析到的ARP表项同步给其他线卡。

基于上述原理，本发明的具体实施如下：

每块线卡都维护着两种ARP表项：本地ARP表项和非本地ARP表项。本地ARP表项是本线卡通过发送ARP请求解析到的，而非本地ARP表项是向目的线卡请求ARP获得的。

每个本地ARP表项都有一个Slot_Mask，每1bit代表一块线卡，表示与其他线卡之间的关联关系。当其他线卡从本线卡学习到ARP时，就会建立与该ARP表项的关联关系(相应bit置位)。

当非本地ARP表项老化后，需要通知目的线卡，取消与该ARP表项的关联关系(相应bit清除)。而目的线卡将检查该ARP表项的关联关系，当没有任何关联时，将删除该ARP表项。

当本地ARP有更新时，根据当前关联关系，向相关线卡同步ARP表项，而无需向所有线卡全部同步。

ARP同步有两种方式：即时同步与批量同步。对于其他线卡请求的ARP表项以及有更新的ARP表项，需要及时通知其他线卡，因此采用即时同步方式；而对于本地主动解析到的ARP表项，则采用批量同步的方式。批量同步使用一个定时器，当定时器超时的时候，将需要同步的ARP表项一次性批量同步给其他线卡，从而达到减少线卡间通信次数的目的。

1、ARPresolve

参见图1，线卡ARP解析包括本地和非本地端口的ARP解析。

其中，本地端口的ARP解析与单板相同，从本地端口发送ARP请求，当收到ARP回应后，将完成本地ARP表项，并向其他线卡进行同步ARP表项。而非本地端口的ARP解析，需要从目的线卡获取ARP表项。如果，目的线卡有该表项，则将表项返回给线卡；否则，目的线卡需要发送ARP请求进行解析。

具体步骤如下：

(1)首先在本地线卡ARP表中生成一条不完整的ARP表项，并将报文缓存在ARP表项下。

(2)如果目的端口是本地端口，直接发送ARP请求，等待ARP回应；否则，则转步骤4。

(3)如果ARP请求超时，则转步骤8；否则，向其他线卡同步ARP表项，并进行关联，接着转步骤7。

(4)如果目的端口不是本地端口，则向目的线卡请求ARP表项。如果目的线卡存在该ARP表项，则该ARP表项关联请求线卡，并转步骤7；否则，则在目的线卡ARP表项中生成一条不完整的ARP表项，并发送ARP请求。

(5)如果ARP请求超时，则转步骤9；否则，先完成目的线卡ARP表项，再向其他线卡同步ARP表项，并进行关联。

(7)完成线卡ARP表项，并发送缓存的报文(结束)。

(8)删除线卡ARP表项，并释放缓存的报文(结束)。

(9)删除目的线卡ARP表项(结束)。

2、ARPlookup

参见图2，由于线卡上有本线卡及其他线卡的ARP表项，因此在线卡收到转发报文时，只需要查询本地线卡ARP表项，如果存在该ARP表项，返回查询结果并结束查询；如果不存在该ARP表项，同样返回查询结果并结束查询。其查询过程与单板无异。

3、ARPaging

参见图3，各线卡分别对ARP表项进行老化，而线卡老化后需要通知目的线卡“取消与该ARP表项的关联”。步骤如下：首先，线卡删除本地的ARP表项；然后，通知目的线卡取消与该ARP表项的关联；接着，目的线卡检查该ARP表项的关联关系；最后，如果目的线卡发现该ARP表项没有任何关联，将删除该ARP表项。

4、ARPupdate

参见图4，当线卡收到免费ARP，需要更新系统的ARP表项。步骤如下：首先，更新本地线卡的ARP表项；然后，通知当前关联该ARP表项的线卡，更新相应的ARP表项。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种基于分布式系统的ARP实现方法，其特征在于，所述方法中当线卡需要跨线卡解析ARP时，直接向目的线卡请求ARP表项；如果目的线卡存在该ARP表项，则直接将ARP表项返回给请求线卡；否则，目的线卡将发送ARP请求，进行ARP解析，并将解析到的ARP表项同步给其他线卡；

所述ARP实现过程中ARP的查询过程是当线卡收到转发报文时，只需要查询本地线卡ARP表项，如果存在该ARP表项，则返回查询结果；否则，返回查询失败。

2.根据权利要求1所述的一种基于分布式系统的ARP实现方法，其特征在于，所述ARP实现过程中线卡ARP解析的步骤如下：

(1)首先在本地线卡ARP表中生成一条不完整的ARP表项，并将报文缓存在ARP表项下；

(2)如果目的端口是本地端口，直接发送ARP请求，等待ARP回应；否则，则转步骤4；

(3)如果ARP请求超时，则转步骤8；否则，向其他线卡同步ARP表项，并进行关联，接着转步骤7；

(4)如果目的端口不是本地端口，则向目的线卡请求ARP表项，如果目的线卡存在该ARP表项，则该ARP表项关联请求线卡，并转步骤7；否则，则在目的线卡ARP表项中生成一条不完整的ARP表项，并发送ARP请求；

(5)如果ARP请求超时，则转步骤9；否则，先完成目的线卡ARP表项，再向其他线卡同步ARP表项，并进行关联；

(7)完成线卡ARP表项，并发送缓存的报文，结束解析；

(8)删除线卡ARP表项，并释放缓存的报文，结束解析；

(9)删除目的线卡ARP表项，结束解析。

3.根据权利要求1所述的一种基于分布式系统的ARP实现方法，其特征在于，所述ARP实现过程中ARP表项的老化步骤如下：

首先，线卡删除本地的ARP表项；

然后，通知目的线卡取消与该ARP表项的关联；

接着，目的线卡检查该ARP表项的关联关系；

最后，如果目的线卡发现该ARP表项没有任何关联，将删除该ARP表项。

4.根据权利要求1所述的一种基于分布式系统的ARP实现方法，其特征在于，所述ARP实现过程中ARP的更新步骤如下：

首先，更新本地线卡的ARP表项；

然后，通知当前关联该ARP表项的线卡，更新相应的ARP表项。