CN106102122A - Mac地址表项更新方法以及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种MAC地址表项更新方法以及装置，其中该方法包括：检测到终端设备接入所述AP后，根据所述终端设备的MAC地址生成源MAC地址为所述终端设备的MAC地址的地址解析协议ARP请求报文；向所述交换机发送所述ARP请求报文，以使交换机根据所述ARP请求报文更新预存的MAC地址表项。本发明可保证终端设备在发生漫游后，之前进行的业务通信不中断。

Description

MAC地址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MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址表项更新方法以及装置。
背景技术
目前，为了方便用户进行网络通信，AP(Access Point，接入点)的部署越来越密集，例如，在较大的企业内部，通常会部署多个AP以供员工使用。当AP部署较多时，若用户所持终端设备的位置发生变化，例如，终端设备由AP1的网络覆盖范围移动到AP2的网络覆盖范围，终端设备就会从当前接入的AP1漫游至AP2，即：终端设备从当前AP1上接入的网络切换到从AP2上接入网络。
然而，在终端设备从AP1漫游至AP2后，由于与AP1以及AP2连接的交换机不知晓终端设备已由接入的AP1漫游至AP2，因此，与AP1以及AP2连接的交换机不会进行MAC表项的更新，若此时有下行数据发送给终端设备，则仍会由与AP1连接的交换机根据原有的MAC表项进行转发，但是由于终端设备已由AP1漫游至AP2，因此终端设备则不能接收到该下行数据，进而导致网络中断。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种MAC地址表项更新方法以及装置。
本发明提供一种MAC地址表项更新方法，应用于与交换机相连接的接入点AP，所述AP为所述交换机连接的多个AP中的其中一个，其中该方法包括：
检测到终端设备接入所述AP后，根据所述终端设备的MAC地址生成源MAC地址为所述终端设备的MAC地址的地址解析协议ARP请求报文；
向所述交换机发送所述ARP请求报文，以使交换机根据所述ARP请求报文更新预存的MAC地址表项。
本发明还提供一种MAC地址表项更新装置，应用于与交换机相连接的接入点AP，所述AP为所述交换机连接的多个AP中的其中一个，该装置包括：
生成单元，用于检测到终端设备接入所述AP后，根据所述终端设备的MAC地址生成源MAC地址为所述终端设备的MAC地址的地址解析协议ARP请求报文；
发送单元，用于向所述交换机发送所述ARP请求报文，以使交换机根据所述ARP请求报文更新预存的MAC地址表项。
本发明提供的MAC地址表项更新方法以及装置，在检测到终端设备接入AP后，根据终端设备的MAC地址生成源MAC地址为所述终端设备的MAC地址的ARP请求报文发送至交换机，以使交换机根据该ARP请求报文更新预存的MAC地址表项，保证了终端设备在发生漫游后，之前进行的业务通信不中断。
附图说明
图1是本发明实施例中一种MAC地址表项更新方法所应用的网络环境示意图；
图2是本发明实施例中一种MAC地址表项更新方法流程示意图；
图3是本发明实施例中ARP请求报文格式示意图；
图4是本发明实施例中一种MAC地址表项更新方法所应用的网络环境示意图；
图5是本发明实施例中一种MAC地址表项更新装置的逻辑结构示意图；
图6是本发明实施例中另一种MAC地址表项更新装置的逻辑结构示意图；
图7是本发明实施例中MAC地址表项更新装置所在AP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。
实际应用中，当终端设备首次接入AP后，通常会保存接入该AP的认证信息，例如Wifi(Wireless Fidelity，无线网络技术)密钥，以便于下次处于该AP覆盖的网络环境时，终端设备可以直接根据已保存的认证信息接入该AP，而无需用户再手动输入该认证信息。
在AP部署密集的场所，例如：规模较大的企业中，终端设备可能保存有位置相近的多个AP的认证信息，当用户所持终端设备从当前接入的AP漫游至另一个AP时，终端设备无需通知用户即可根据已存的认证信息接入信号强度最强的AP。如果用户在终端设备漫游之前发送了进行网络访问的访问请求报文，那么在终端设备漫游至另一个AP后，由于终端设备与原接入的AP断开了连接，并与新接入的AP建立了新的连接，就会出现因交换机未更新MAC地址表项而无法将根据该访问请求报文回复的访问响应报文发送至终端设备，进而导致网络中断的情况。
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种MAC地址表项更新方法以及装置。
图1示出了本发明一种MAC地址表项更新方法所应用的网络环境示意图，包括终端设备101、多个AP102、103以及连接多个AP的交换机104，交换机还包括分别与AP102连接的接口PortA105以及、与AP103连接的接口PortB106。其中，终端设备101可以是智能手机、平板电脑等设备。
请参考图2，为本发明提供的MAC地址表项更新方法的处理流程示意图，该MAC地址表项更新方法可应用于AP，该AP为交换机连接的多个AP中的其中一个，该方法包括以下步骤：
步骤201，检测到终端设备接入所述AP后，根据所述终端设备的MAC地址生成源MAC地址为所述终端设备的MAC地址的ARP(Address Resolution Protocol，地址解析协议)请求报文。
本实施方式中，AP可以实时广播携带有自身信息的Beacon帧，终端设备也可以实时扫描空口环境中的信标Beacon帧，并根据终端设备上的硬件测量工具测量出扫描到Beacon帧时的信号强度，例如RSSI(Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示)值，并自动选取或者根据用户输入选取信号强度最强的Beacon帧，将广播该Beacon帧的AP作为信号强度最强的AP。
当终端设备扫描到信号强度最强的AP时，可以向该AP发送具有认证信息的认证请求报文以进行认证，该认证方式可以是802.1X认证、WPA(Wi-Fi Protected Access，Wi-Fi网络安全接入)的PSK(pre-shared key，预共享密钥模式)认证等。
AP在接收到该终端设备发送的认证请求报文后，获取其中携带的认证信息，并根据当前的认证方式判断该认证信息是否通过认证，当确定该认证信息通过认证后，向终端设备发送认证响应报文，以通知终端设备认证通过，并确定终端设备接入AP。
以该认证方式为预共享密钥模式认证为例，终端设备向AP发送认证请求报文后，AP可以随机生成一个字符串，发送给终端设备，终端设备可以使用预存的认证信息，也即Wifi密钥，将接收的字符串进行加密后发送给AP，AP再使用自身的密钥解密接收的消息，并将解密后得到的字符串与随机生成的原始字符串进行比较，如果解密后得到的字符串与原始字符串相同，可以确定该终端设备认证通过，并允许终端设备的接入。
在终端设备接入AP的过程中，AP还可以获取到该终端设备的设备信息，该设备信息包括终端设备的MAC地址、VlanID(Virtual Local Area Network Identification，虚拟局域网标识)等。在终端设备接入AP后，为了避免用户所持终端设备与原接入的AP断开连接、并与当前新接入的AP建立了新的连接后，交换机未更新MAC地址表项而导致网络中断的情况发生，AP可以生成源MAC地址为该终端设备的MAC地址、目的MAC地址为广播地址(例如，目的MAC地址为全F)、并携带有该终端设备VlanID的ARP请求报文；或者，也可以生成源MAC地址为该终端设备的MAC地址、目的MAC地址为组播地址(例如，目的MAC地址为AP设备厂商的组播地址01-0f-e2-00-00-05)、并携带有该终端设备VlanID的ARP请求报文。该ARP请求报文可以是Gatitous ARP Packet Format(免费ARP包格式)报文，如图3所示，该ARP请求报文可以采用802.3的地址格式，Length(长度)可以采用固定长度22字节，VlanID(TPID以及TCID)共4个字节，用以标识vlan的信息，Device ID(设备标识)为终端设备的MAC地址，Reserverd(预留)字段可以填充0，其他字段可以采用固定格式，在此不再一一列举。
步骤202，向所述交换机发送所述ARP请求报文，以使交换机根据所述ARP请求报文更新预存的MAC地址表项。
在AP生成ARP请求报文之后，可以在配置有该终端设备的Vlan ID的接口代替该终端设备通过广播或组播的方式发送该ARP请求报文。
交换机在通过连接AP的接口接收到该ARP请求报文后，可以将ARP请求报文中携带的VlanID与自身的VlanID进行比对，若不一致，说明该ARP请求报文并不是发往该交换机的报文，可以丢弃该ARP请求报文；若一致，说明该ARP请求报文是发往该交换机的报文，则可以获取该ARP请求报文的源MAC地址，也即终端设备的MAC地址，并查找自身预存的MAC地址表项是否存在该源MAC地址。若交换机自身预存的MAC地址表项中存在该源MAC地址，进一步判断该MAC地址表项中与该源MAC地址对应的接口是否是交换机接收该ARP请求报文的接口。
若MAC地址表项中与该源MAC地址对应的接口是接收该ARP请求报文的接口，说明当前的终端设备未发生漫游，无需更新该MAC地址表项；若与该源MAC地址对应的接口不是接收该ARP请求报文的接口，那么可以确定当前的终端设备发生了漫游，可以根据接收该ARP请求报文的接口的接口号更新该MAC地址表项，以使后续发往该终端设备的报文通过更新后的MAC地址表项中对应的接口发送，进而保证了终端设备在进行漫游后的业务不会中断。
然而，当交换机自身预存的MAC地址表项中不存在该ARP请求报文的源MAC地址时，说明当前的终端设备未发生漫游，且是首次接入该AP，可以将该源MAC地址、接收该ARP请求报文的接口的接口号以及ARP请求报文中携带的VlanID的对应关系添加至MAC地址表项中，以使交换机后续接收到发往该终端设备的报文时，通过MAC地址表项中与该MAC地址对应的接口发送至AP，并由AP发送至该终端设备。
在本实施方式中，交换机保存的MAC地址表项具有定时老化表项的功能，在MAC地址表项到达老化时间之前，交换机可以根据该MAC地址表项中的MAC地址以及VlanID生成一个ARP学习报文并广播，以主动对即将老化的MAC地址重新进行学习。其中，该ARP学习报文也可以是ARP请求报文，报文格式也可以参考图3所示。
AP接收到该ARP学习报文后，可以获取该ARP学习报文中携带的Vlan ID，并在配置有该Vlan ID的接口广播该ARP学习报文。终端设备在接收到AP广播的ARP学习报文后，若该ARP学习报文中携带的MAC地址为该终端设备的MAC地址，则生成ARP响应报文，并经由AP发送至交换机，以使交换机根据该ARP响应报文重新学习MAC地址表项，并使用该新的MAC地址表项更新即将老化的MAC地址表项，以避免MAC地址表项在到达老化时间后被删除，而导致业务中断。
以下结合图1以及图4为例进行示例性说明。
如图1所示，用户持终端设备101在AP102的网络覆盖范围接入AP102，交换机104通过AP102发送的源MAC地址为终端设备101的MAC地址(例如是XX-XX-XX-XX-XX-XX)、VlanID(例如是Vlan01)的ARP请求报文，以及接收该ARP请求报文的接口PortA105等信息生成MAC地址表项，如表1所示：
MAC地址 出接口 VlanID
XX-XX-XX-XX-XX-XX PortA105 Vlan01
表1
表1示出交换机104在终端设备101漫游之前生成的MAC地址表项，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MAC地址表项的具体内容。
之后，如图4所示，用户持终端设备101由AP102的网络覆盖范围移动至AP103的网络覆盖范围，终端设备101将从AP102漫游至AP103，AP103在检测到终端设备101接入后，AP103根据终端设备101接入过程中获取的终端设备101的MAC地址以及VlanID生成源MAC地址为XX-XX-XX-XX-XX-XX、VlanID为Vlan01的ARP请求报文，并发送至交换机104的PortB106。
交换机104从PortB106接收到该ARP请求报文后，获取该ARP请求报文中的源MAC地址XX-XX-XX-XX-XX-XX，并查找MAC地址表项(表1)中是否有该MAC地址XX-XX-XX-XX-XX-XX，由于该终端设备101在漫游至AP103之前，接入过AP102，因此交换机104预存的MAC地址表项(表1)中可以查找到该ARP请求报文的源MAC地址，也即该终端设备101的MAC地址。
接着，交换机104判断MAC地址表项中与该源MAC地址对应的出接口是否与接收该ARP请求报文的接口一致。由于终端设备101已从AP102漫游至AP103，AP103生成的ARP请求报文是通过交换机104的接口PortB106发送至交换机104的，因此，MAC地址表项中与该源MAC地址对应的出接口与接收该ARP请求报文的接口不一致，那么，交换机104可以根据该ARP请求报文的源MAC地址XX-XX-XX-XX-XX-XX、接收该ARP请求报文的接口PortB106以及Vlan01更新MAC地址表项(表1)中对应的信息。如表2所示：
MAC地址 出接口 VlanID
XX-XX-XX-XX-XX-XX PortB106 Vlan01
表2
表2示出交换机104在终端设备101漫游之后更新的MAC地址表项，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MAC地址表项的具体内容。
之后，若交换机104接收到目的MAC地址为XX-XX-XX-XX-XX-XX的报文时，则可以根据该MAC地址表项中与MAC地址XX-XX-XX-XX-XX-XX对应的接口PortB106发送至AP，并由AP转发至该终端设备101。
由此可见，本发明提供的MAC地址表项更新方法，在检测到终端设备接入AP后，根据终端设备的MAC地址生成源MAC地址为所述终端设备的MAC地址的ARP请求报文发送至交换机，以使交换机根据该ARP请求报文更新预存的MAC地址表项，保证了终端设备在发生漫游后，之前进行的业务通信不中断，进而大幅提升用户体验。
本发明还提供一种MAC地址表项更新装置，图5为该MAC地址表项更新装置的结构示意图，该装置可以应用于AP，该AP为交换机连接的多个AP中的其中一个，该MAC地址表项更新装置可以包括生成单元501以及发送单元502，其中：
生成单元501，用于检测到终端设备接入所述AP后，根据所述终端设备的MAC地址生成源MAC地址为所述终端设备的MAC地址的地址解析协议ARP请求报文；
发送单元502，用于向所述交换机发送所述ARP请求报文，以使交换机根据所述ARP请求报文更新预存的MAC地址表项。
进一步地，所述生成单元501，还可以用于接收终端设备发送的具有认证信息的认证请求报文；判断所述认证信息是否通过认证；当确定所述认证信息通过认证后，向所述终端设备发送通知终端设备认证通过的认证响应报文，确定所述终端设备接入所述AP。
进一步地，所述ARP请求报文的目的MAC地址为广播地址或者组播地址。
进一步地，所述发送单元502，还可以用于获取所述终端设备的虚拟局域网标识Vlan ID；在配置有所述Vlan ID的接口广播所述ARP请求报文。
如图6所示，所述MAC地址表项更新装置在图5的基础上还可以包括接收单元503、获取单元504、广播单元505以及收发单元506，其中：
接收单元503，用于接收所述交换机广播的ARP学习报文；
获取单元504，用于获取所述ARP学习报文中携带的Vlan ID；
广播单元505，用于在配置有所述Vlan ID的接口广播所述ARP学习报文；
收发单元506，用于在接收到终端设备根据所述ARP学习报文回复的ARP响应报文后，将所述ARP响应报文发送至所述交换机。
本发明应用于AP的MAC地址表项更新装置在具体的处理流程中可以与上述MAC地址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MAC地址表项更新装置所在AP的硬件架构示意图均可参考图7所示，其基本硬件环境包括中央处理器CPU701、转发芯片702、存储器703以及其他硬件704，其中存储器703中包括机器可读指令，CPU701读取并执行机器可读指令执行图5、6中各单元的功能。
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)

1.一种媒体访问控制MAC地址表项更新方法，应用于与交换机相连接的接入点AP，所述AP为所述交换机连接的多个AP中的其中一个，其特征在于，所述方法包括：
检测到终端设备接入所述AP后，根据所述终端设备的MAC地址生成源MAC地址为所述终端设备的MAC地址的地址解析协议ARP请求报文；
向所述交换机发送所述ARP请求报文，以使交换机根据所述ARP请求报文更新预存的MAC地址表项。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测到终端设备接入所述AP，包括：
接收终端设备发送的具有认证信息的认证请求报文；
判断所述认证信息是否通过认证；
当确定所述认证信息通过认证后，向所述终端设备发送通知终端设备认证通过的认证响应报文，确定所述终端设备接入所述AP。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ARP请求报文的目的MAC地址为广播地址或者组播地址。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向交换机发送所述ARP请求报文，包括：
获取所述终端设备的虚拟局域网标识Vlan ID；
在配置有所述Vlan ID的接口广播所述ARP请求报文。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收所述交换机广播的ARP学习报文；
获取所述ARP学习报文中携带的Vlan ID；
在配置有所述Vlan ID的接口广播所述ARP学习报文；
在接收到终端设备根据所述ARP学习报文回复的ARP响应报文后，将所述ARP响应报文发送至所述交换机。
6.一种媒体访问控制MAC地址表项更新装置，应用于与交换机相连接的接入点AP，所述AP为所述交换机连接的多个AP中的其中一个，其特征在于，所述装置包括：
生成单元，用于检测到终端设备接入所述AP后，根据所述终端设备的MAC地址生成源MAC地址为所述终端设备的MAC地址的地址解析协议ARP请求报文；
发送单元，用于向所述交换机发送所述ARP请求报文，以使交换机根据所述ARP请求报文更新预存的MAC地址表项。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生成单元，用于：
接收终端设备发送的具有认证信息的认证请求报文；
判断所述认证信息是否通过认证；
当确定所述认证信息通过认证后，向所述终端设备发送通知终端设备认证通过的认证响应报文，确定所述终端设备接入所述AP。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述ARP请求报文的目的MAC地址为广播地址或者组播地址。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述发送单元，用于：
获取所述终端设备的虚拟局域网标识Vlan ID；
在配置有所述Vlan ID的接口广播所述ARP请求报文。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
接收单元，用于接收所述交换机广播的ARP学习报文；
获取单元，用于获取所述ARP学习报文中携带的Vlan ID；
广播单元，用于在配置有所述Vlan ID的接口广播所述ARP学习报文；
收发单元，用于在接收到终端设备根据所述ARP学习报文回复的ARP响应报文后，将所述ARP响应报文发送至所述交换机。
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