CN105991795B - Arp表项更新方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种ARP表项更新方法以及装置，其中该方法包括：当所述网络设备的端口状态发生变化时，获取状态发生变化的端口的虚拟局域网标识Vlan ID；在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息；根据所述ARP信息生成ARP请求报文，并广播；若接收到回应报文，根据所述网络设备上接收所述回应报文的端口对所述ARP表项进行更新。本发明可及时对网络设备保存的ARP表项进行更新，进而保证了设备间的正常通信。

Description

ARP表项更新方法以及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)表项更新方法以及装置。

背景技术

随着网络所承载业务的日益复杂，网络设备的邻居设备的变动也变得更为频繁，ARP表项的灵活更新，已变为保证网络业务正常处理的新的前提。

现有技术中，网络设备在接收到ARP报文后，网络设备的应用程序会对接收到的ARP报文进行分析以进行ARP学习并相应的更新ARP表项。对于后续接收到的数据报文，若在ARP表项中查找到与目的IP地址对应的信息，确定已进行了ARP学习，则按照一定的规则对该数据报文进行封装后，从对应的接口转发出去。

然而，当已学习到ARP表项中的某个网络设备发生变化(例如，网络设备接口状态由关闭Down变为开启Up)时，如果不及时准确的更新ARP表项，在后续转发数据报文时，则会出现报文丢包等情况，进而降低设备转发性能。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种ARP表项更新方法以及装置。

本发明提供一种ARP表项更新方法，其中该方法包括：

本发明提供一种地址解析协议ARP表项更新方法，应用于网络设备，其中该方法包括：

当所述网络设备的端口状态发生变化时，获取状态发生变化的端口的虚拟局域网标识Vlan ID；

在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息；

根据所述ARP信息生成ARP请求报文，并广播，其中，所述ARP请求报文的目的IP地址为所述ARP信息中的目的IP地址，目的MAC地址为广播MAC地址，源IP地址为所述端口的IP地址，源MAC地址为所述端口的MAC地址；

若接收到回应报文，根据所述网络设备上接收所述回应报文的端口对所述ARP表项进行更新。

本发明还提供一种ARP表项更新装置，应用于网络设备，所述装置包括：

获取单元，用于当所述网络设备的端口状态发生变化时，获取状态发生变化的端口的Vlan ID；

查找单元，用于在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息；

广播单元，用于根据所述ARP信息生成ARP请求报文，并广播，其中，所述ARP请求报文的目的IP地址为所述ARP信息中的目的IP地址，目的MAC地址为广播MAC地址，源IP地址为所述端口的IP地址，源MAC地址为所述端口的MAC地址；

更新单元，用于在接收到回应报文后，根据所述网络设备上接收所述回应报文的端口对所述ARP表项进行更新。

本发明提供的ARP表项更新方法以及装置，当网络设备的端口状态发生变化时，在ARP表项中查找与端口的Vlan ID对应的ARP信息，并根据ARP信息生成ARP请求报文并广播，在接收到回应报文后，根据网络设备上接收回应报文的端口对ARP表项进行更新。由此可见，本发明可及时对网络设备保存的ARP表项进行更新，进而保证了设备间的正常通信。

附图说明

图1是本发明实施例现有技术中ARP表项更新布局示意图；

图2是本发明实施例中一种ARP表项更新方法流程示意图；

图3是本发明实施例中一种ARP表项更新装置的逻辑结构示意图；

图4是本发明实施例中ARP表项更新装置所在网络设备的硬件架构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图对本申请方案做进一步的详细说明。

图1为本发明实施例提供的ARP表项更新方法所应用的组网环境示意图。包括多个网络设备(例如，设备A以及设备B)，各个网络设备上具有多个端口，例如设备A上包括端口Port1以及Port2。其中Port1可与Port3进行通信连接，Port2可与Port4进行通信连接。该应用场景中设备B的Port3以及Port4分别使用不同的网卡，具有相同的IP地址，且设有优先级，例如，Port3的优先级高于Port4的优先级，设备B可以通过优先级高的Port3与外部设备进行通信。

现有技术中，当设备A的Port1以及Port2均为Up时，该设备A上保存的ARP表项可以为：

目的MAC地址	目的IP地址	出端口	VlanID
				Port3-MAC	设备B-IP	Port1	Vlan1

表1

由于设备B仅可以通过优先级高的Port3与外部设备进行通信，因此，设备A上不会保存有与Port4连接的Port2的ARP表项。

在设备A的Port1由Up变为Down时，该设备A上保存的ARP表项可以被更改为：

目的MAC地址	目的IP地址	出端口	VlanID
				Port3-MAC	设备B-IP	Port2	Vlan1

表2

然而，当Port1由Down变为Up时，若不能及时的更新ARP表项，在接收到发往设备B的流量时，设备A则会通过Port2转发出去，但是由于设备B上与Port2连接的Port4为优先级低，并无法与外部设备进行通信，因此，发往设备B的报文则会被丢包，进而导致通信失败。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种ARP表项更新方法以及装置。

请参考图2，为本发明提供的ARP表项更新方法的处理流程示意图，该ARP表项更新方法可应用于网络设备，该网络设备可以是各种网络安全设备，例如，交换机、防火墙等设备，该ARP表项更新方法包括以下步骤：

步骤201，当所述网络设备的端口状态发生变化时，获取状态发生变化的端口的Vlan ID；

实际应用中，当网络设备上状态为Down的端口(即关闭状态端口)切换为Up时，通常会需要一定的时间以使网络设备的各个模块对该状态切换为Up的端口进行配置，此时的端口并没有真正的Up起来，因此，本发明在检测到端口由Down切换为Up时，通过设置定时器的方式给该接口预留一定的时间，来使该端口真正的变为可以用于链路通信的Up状态。

具体地，在网络设备的端口状态由Down切换为Up时，可以首先启动定时器，该定时器预先设置有定时时长，该定时时长可以根据该端口的端口类型，或者根据对端口进行配置的时长来设置，例如，本发明可以将该定时时长设置为10ms。

接着，获取该状态发生变化的端口的端口类型。

网络设备各接口的内核均保存有端口信息库，该端口信息库中保存有该端口的端口类型等信息，在确定网络设备的端口状态由Down切换为Up时，从该端口信息库中获取该端口的端口类型。

其中，该端口类型分为二层端口以及三层端口，二层端口又包括二层物理口、二层聚合口以及二层虚拟口等。

在获取到该端口的端口类型后，若该端口类型为二层端口，且是物理口或聚合口时，即：该端口为二层物理口或二层聚合口，可以进一步获取该端口所属的Vlan。

上述端口信息库中还保存有端口所属的Vlan(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)的VlanID，可以从该端口信息库中获取该状态发生变化的端口所属的VlanID。之后，将该端口的VlanID保存至位图中，以备后续使用。

由于端口可以分属于多个Vlan中，因此各端口也可以具有对应的多个VlanID。在具有多个VlanID时，可以将该多个VlanID均保存至该位图中。

检查当前是否到达了定时器的定时时长，若未到达，则等待定时器到达定时时长后，执行步骤202，若已到达，则执行步骤202。

步骤202，在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息；

本步骤中，可以遍历该网络设备的ARP表项，依次将所述ARP表项中的VlanID与位图中保存的VlanID进行匹配，若ARP表项中的VlanID与位图中保存的任一VlanID匹配，说明该ARP表项的内容需要更新，并获取与位图中保存的任一VlanID匹配的ARP表项中ARP信息。

其中，该ARP信息除了包括端口号、VlanID外，还包括对应的目的IP地址。

步骤203，根据所述ARP信息生成ARP请求报文，并广播，其中，所述ARP请求报文的目的IP地址为所述ARP信息中的目的IP地址，目的MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址为广播MAC地址，源IP地址为所述端口的IP地址，源MAC地址为所述端口的MAC地址；

在获取对应的ARP信息后，可以根据该ARP信息生成ARP请求报文，即：将ARP信息中对应的目的IP地址作为该ARP请求报文的目的IP地址，将ARP请求报文目的MAC地址设为广播MAC地址(全F)，源IP地址设为该状态发生变化的端口的IP地址，源MAC地址设为该状态发生变化的端口的MAC地址。

通常情况下，各端口可能会被配置多个IP地址，在发生变化的端口具有多个IP地址时，可以将所述多个IP地址中与所述目的IP地址为同一个网段的IP地址作为该ARP报文的源IP地址。

之后，将该ARP请求报文在与该ARP信息中VlanID对应的Vlan中广播。

步骤204，若接收到回应报文，根据所述网络设备上接收所述回应报文的端口对所述ARP表项进行更新。

在网络设备对ARP请求报文进行广播后，若接收到单播的回应报文，且该回应报文的源IP地址为上述ARP信息中对应的目的IP地址，则获取该回应报文中的源MAC地址，并根据该源MAC地址以及网络设备上接收该回应报文的端口更新ARP表项中对应的ARP信息。

这样一来，原来状态为Down的端口在切换为Up后，即可以及时的更新自身的ARP表项，以使后续转发数据报文时，可以根据更新后的ARP信息对该数据报文进行转发，进而避免了在端口Down时，因删除了对应的ARP信息，而在后续转发中因ARP表项无对应的ARP信息而造成的报文丢包等情况的发生。

以下结合图1所示的应用场景对本发明进行进一步地举例说明。

假设，Port1的IP地址为Port1-IP，Port1的MAC地址为Port1-MAC，获取的Port1的VlanID为Vlan1，当设备A的Port1由Down切换为Up时，根据Vlan1在设备A的ARP表项(表2)中查找对应的ARP信息，之后，根据查找到的ARP信息(目的IP地址为设备B-IP)以及Port1自身的信息，生成目的IP地址为设备B-IP、目的MAC地址为广播MAC地址(全F)、源IP地址为Port1-IP，源MAC地址为Port1-MAC的ARP请求报文，并广播出去。

当设备B接收到该ARP请求报文后，则会根据优先级高的Port3D的MAC地址生成单播的回应报文经由Port3发送至Port1，Port1在接收到该回应报文后，则可以根据接收该回应报文的端口Port1更新ARP表项，更新后的ARP表项可以是：

目的MAC地址	目的IP地址	出端口	VlanID
				Port3-MAC	设备B-IP	Port1	Vlan1

表3

本发明实施例示出的表1、表2以及表3仅是为进一步理解本发明的示例，并不用于限制本发明实施例中ARP表项的具体内容。

这样一来，当Port1的状态由Down变为Up时，该ARP表项也及时地进行了更新，进而保证了设备间的正常通信。

综上所述，本发明提供的ARP表项更新方法，当网络设备的端口状态由Down变为Up时，在ARP表项中查找与端口的Vlan ID对应的ARP信息，并根据ARP信息生成ARP请求报文并广播，在接收到回应报文后，根据网络设备上接收回应报文的端口对ARP表项进行更新。由此可见，本发明可及时对网络设备保存的ARP表项进行更新，进而保证了设备间的正常通信。

本发明还提供一种ARP表项更新装置，图3为该ARP表项更新装置的结构示意图，该装置可以应用于网络设备，该ARP表项更新装置可以包括，其中：

获取单元301，用于当所述网络设备的端口状态发生变化时，获取状态发生变化的端口的Vlan ID；

查找单元302，用于在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息；

广播单元303，用于根据所述ARP信息生成ARP请求报文，并广播，其中，所述ARP请求报文的目的IP地址为所述ARP信息中的目的IP地址，目的MAC地址为广播MAC地址，源IP地址为所述端口的IP地址，源MAC地址为所述端口的MAC地址；

更新单元304，用于在接收到回应报文后，根据所述网络设备上接收所述回应报文的端口对所述ARP表项进行更新。

进一步地，所述装置还包括定时单元305，用于：当所述网络设备的端口状态发生变化之后，启动定时器；在到达定时器的定时时长时，执行所述在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息。

进一步地，所述装置还包括检查单元306，用于当所述网络设备的端口状态发生变化之后，检查发生变化的端口是否为二层物理端口或二层聚合端口；若是，执行所述获取状态发生变化的端口的Vlan■ID。

进一步地，所述装置包括保存单元307，用于在获取状态发生变化的所述端口的Vlan ID之后，将所述Vlan ID保存至位图中；所述查找单元302具体用于依次将所述ARP表项中的VlanID与所述位图中保存的VlanID进行匹配，若匹配，获取ARP表项中与位图中保存的VlanID对应的ARP信息。

进一步地，所述广播单元303具体用于若发生变化的端口具有多个IP地址，将所述多个IP地址中与所述目的IP地址为同一个网段的IP地址作为所述ARP报文的源IP地址。

本发明应用于网络设备的ARP表项更新装置在具体的处理流程中可以与上述ARP表项更新方法的处理流程一致，在此不再赘述。

上述装置可以通过软件实现，也可以通过硬件实现，本发明ARP表项更新装置所在网络设备的硬件架构示意图均可参考图4所示，其基本硬件环境包括中央处理器CPU、转发芯片、存储器以及其他硬件，其中存储器件中包括机器可读指令，CPU读取并执行机器可读指令执行图3中各单元的功能。

从以上各种方法和装置的实施方式中可以看出，本发明实施例提供的ARP表项更新方法以及装置，可及时对网络设备保存的ARP表项进行更新，进而保证了设备间的正常通信。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种地址解析协议ARP表项更新方法，应用于网络设备，其特征在于，所述方法包括：

当所述网络设备的端口状态发生变化时，从端口信息库中获取状态发生变化的端口的虚拟局域网标识Vlan ID，所述端口信息库用于保存端口的类型和端口所属的Vlan ID；

在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息；

根据所述ARP信息生成ARP请求报文，并广播，其中，所述ARP请求报文的目的IP地址为所述ARP信息中的目的IP地址，目的MAC地址为广播MAC地址，源IP地址为所述端口的IP地址，源MAC地址为所述端口的MAC地址；

若接收到回应报文，根据所述网络设备上接收所述回应报文的端口对所述ARP表项进行更新。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述网络设备的端口状态发生变化之后，所述方法还包括：

启动定时器；

在到达定时器的定时时长时，执行所述在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述网络设备的端口状态发生变化之后，所述方法还包括：

检查发生变化的端口是否为二层物理端口或二层聚合端口；

若是，执行所述获取状态发生变化的端口的Vlan ID。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取状态发生变化的所述端口的Vlan ID之后，所述方法包括：

将所述Vlan ID保存至位图中；

在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息具体包括：

依次将所述ARP表项中的VlanID与所述位图中保存的VlanID进行匹配，若匹配，获取ARP表项中与位图中保存的VlanID对应的ARP信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

若发生变化的端口具有多个IP地址，将所述多个IP地址中与所述目的IP地址为同一个网段的IP地址作为所述ARP报文的源IP地址。

6.一种ARP表项更新装置，应用于网络设备，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于当所述网络设备的端口状态发生变化时，从端口信息库中获取状态发生变化的端口的Vlan ID，所述端口信息库用于保存端口的类型和端口所属的Vlan ID；

查找单元，用于在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息；

广播单元，用于根据所述ARP信息生成ARP请求报文，并广播，其中，所述ARP请求报文的目的IP地址为所述ARP信息中的目的IP地址，目的MAC地址为广播MAC地址，源IP地址为所述端口的IP地址，源MAC地址为所述端口的MAC地址；

更新单元，用于在接收到回应报文后，根据所述网络设备上接收所述回应报文的端口对所述ARP表项进行更新。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括定时单元，用于：

当所述网络设备的端口状态发生变化之后，启动定时器；

在到达定时器的定时时长时，执行所述在ARP表项中查找与所述VlanID对应的ARP信息。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括检查单元，用于：

当所述网络设备的端口状态发生变化之后，检查发生变化的端口是否为二层物理端口或二层聚合端口；

若是，执行所述获取状态发生变化的端口的Vlan ID。

9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

保存单元，用于在获取状态发生变化的所述端口的Vlan ID之后，将所述Vlan ID保存至位图中；

所述查找单元具体用于：

依次将所述ARP表项中的VlanID与所述位图中保存的VlanID进行匹配，若匹配，获取ARP表项中与位图中保存的VlanID对应的ARP信息。

10.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述广播单元具体用于：

若发生变化的端口具有多个IP地址，将所述多个IP地址中与所述目的IP地址为同一个网段的IP地址作为所述ARP报文的源IP地址。