CN106209642A - 一种转发ip报文的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种转发IP报文的方法及装置，该方法可以包括：通过预设端口接收到节点设备发送的报文；当接收到的报文为IP报文时，按照与所述IP报文的目的MAC地址对应的第一表项转发所述IP报文，省略针对与所述IP报文的源MAC地址对应的第二表项的更新操作；其中，所述第二表项是根据所述预设端口先前接收到的非IP报文而生成，所述非IP报文由所述节点设备发送。通过本申请的技术方案，交换机设备接收到报文后，判断接收到的报文是否为IP报文，如果是IP报文，交换机设备不再通过该IP报文更新表项，直接转发该IP报文，提升了交换机设备对IP报文的转发效率。

Description

一种转发IP报文的方法及装置
技术领域
本申请涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种转发IP报文的方法及装置。
背景技术
交换机设备维护了包含若干表项的MAC地址转发表，该表项记录了MAC地址与转发端口的对应关系。表项可以通过MAC地址学习功能生成或更新。交换机设备学习MAC地址的过程如下：交换机设备接收到报文后，根据报文的源MAC地址，将该源MAC地址与接收该报文的预设端口的对应关系记录到表项中。
节点设备通过交换机设备中的预设端口与交换机设备传输报文。节点设备在向交换机设备发送IP报文前，需要获取预设端口的MAC地址。节点设备获取预设端口的MAC地址的具体过程如下：节点设备以广播方式发送ARP请求报文，交换机设备接收到ARP请求报文后向节点设备返回ARP回应报文，以使得节点设备获取交换机设备中预设端口的MAC地址。设备在获取预设端口的MAC地址后，才能向交换机设备发送IP报文。
交换机设备每次接收到报文，就会根据该报文学习MAC地址，更新相应的表项。所以当交换机设备接收到节点设备发送的IP报文后，会根据该IP报文来学习MAC地址。然而，由于交换机设备在接收节点设备发送的ARP请求报文后，根据该ARP请求报文学习MAC地址，该节点设备的MAC地址与预设端口的对应关系已经被记录到表项中。这些根据IP报文来学习MAC地址从而更新相应表项的操作，降低了交换机设备对IP报文的转发效率。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种转发IP报文的方法及装置，可以避免当交换机设备接收IP报文时，出现根据该IP报文学习MAC地址的情况，从而提升交换机设备对IP报文的转发效率。
为实现上述目的，本申请提供技术方案如下：
根据本申请的第一方面，提出了一种转发IP报文的方法，应用于交换机设备，所述交换机设备维护了包含若干表项的MAC地址转发表；每条表项记录了MAC地址与转发端口的对应关系；所述方法包括：
通过预设端口接收到节点设备发送的报文；
当接收到的报文为IP报文时，按照与所述IP报文的目的MAC地址对应的第一表项转发所述IP报文，省略针对与所述IP报文的源MAC地址对应的第二表项的更新操作；
其中，所述第二表项是根据所述预设端口先前接收到的非IP报文而生成，所述非IP报文由所述节点设备发送。
根据本申请的第二方面，提出了一种转发IP报文的装置，应用于交换机设备，所述交换机设备维护了包含若干表项的MAC地址转发表；每条表项记录了MAC地址与转发端口的对应关系；所述装置包括：
接收单元，通过预设端口接收到节点设备发送的报文；
转发单元，当接收到的报文为IP报文时，按照与所述IP报文的目的MAC地址对应的第一表项转发所述IP报文，省略针对与所述IP报文的源MAC地址对应的第二表项的更新操作；
其中，所述第二表项是根据所述预设端口先前接收到的非IP报文而生成，所述非IP报文由所述节点设备发送。
由以上技术方案可见，本申请通过在交换机设备接收到报文后，判断接收到的报文是否为IP报文，如果是IP报文，交换机设备不再通过该IP报文更新表项，直接转发该IP报文，提升了交换机设备对IP报文的转发效率。
附图说明
图1是相关技术中节点设备向交换机设备发送IP报文的示意图。
图2是本申请一示例性实施例提供的一种转发IP报文的方法的流程图。
图3是本申请一示例性实施例提供的另一种转发IP报文的方法的流程图。
图4是本申请一示例性实施例提供的交换机设备与节点设备之间发生链路变化的示意图。
图5是本申请一示例性实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
图6本申请一示例性实施例提供的一种转发IP报文的装置的框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
图1是相关技术中的节点设备向交换机设备发送IP报文的示意图。如图1所示，假定节点设备与交换机设备的预设端口Port-P连接，并通过该预设端口Port-P与交换机设备传输报文。当节点设备需要向交换机设备发送IP报文之前，需要预先了解该预设端口Port-P的MAC地址，那么节点设备可以向交换机设备发送ARP请求报文；而交换机设备接收到该ARP请求报文后，根据该ARP请求报文的源MAC地址(假定为MAC-A)，通过预设端口Port-P返回ARP回应报文，使得节点设备根据该ARP回应报文的源MAC地址，获知预设端口Port-P的MAC地址(假定为MAC-B)，然后该节点设备可以据此向交换机设备实现IP报文的发送。
同时，交换机设备通过提取该ARP请求报文的源MAC地址(即MAC-A)，并根据接收该ARP请求报文的预设端口Port-P，可以生成MAC-A与该预设端口Port-P对应的表项；那么，当交换机设备后续接收到以MAC-A为目的MAC地址的报文时，可以根据预先生成的上述表项，由该MAC-A对应的预设端口Port-P转发接收到的该报文。上述表项如下表1所示：
MAC地址 转发端口
MAC-A Port-P
… …
表1
可见，通过提取ARP请求报文的源MAC地址(即MAC-A)，交换机设备已经生成了MAC-A与预设端口Port-P对应的表项；但是在相关技术中，当交换机设备后续接收来自该节点设备的IP报文时，虽然MAC-A与预设端口Port-P的对应关系并没有改变，但是交换机设备仍然会根据该IP报文而更新上述表项，不仅造成了对处理资源的浪费，而且降低了交换机设备对IP报文的转发效率。
图2是本申请一示例性实施例示出的一种转发IP报文的方法的流程图，如图2所示，该方法应用于交换机设备，可以包括以下步骤：
步骤201，通过预设端口接收到节点设备发送的报文。
在本实施例中，节点设备发送的报文，其类型可以是IP报文、ARP请求报文，或者其它任意的协议报文，本申请并不对此进行限制。而本申请的目的在于，通过对报文类型的识别，可以针对不同类型的报文进行区分处理，从而提升对IP报文的转发效率。
步骤202，当接收到的报文为IP报文时，按照与所述IP报文的目的MAC地址对应的第一表项转发所述IP报文，省略针对与所述IP报文的源MAC地址对应的第二表项的更新操作。
在本实施例中，第二表项是根据该预设端口先前接收到的非IP报文而生成，该非IP报文由该节点设备发送，比如该非IP报文可以为ARP请求报文等。由于根据先前接收到的非IP报文，使得交换机设备已经生成了相应的第二表项(即节点设备的MAC地址与该预设端口之间的对应关系)，而当该交换机设备再次接收到来自节点设备的IP报文时，该第二表项并不会发生变化，因而通过省略对该第二表项的更新操作，并不会影响交换机设备基于该第二表项的报文转发操作，反而可以提升交换机设备对IP报文的转发效率。
其中，第一表项是由交换机设备根据先前接收到的来自另一节点设备的报文，并通过对该报文的MAC地址和接收端口的学习而生成。
举例而言，交换机设备通过预设端口Port-x接收到节点设备X(MAC地址为MAC-X)发送的IP报文，该IP报文的源MAC地址为MAC-X，目的MAC地址为MAC-Y(假定对应于节点设备Y)。在交换机设备中，存储有预先生成的转发表项：对应于MAC-Y的第一表项、对应于MAC-X的第二表项；例如，该第一表项记录了MAC-Y与预设端口Port-y之间的对应关系，而第二表项记录了MAC-X与预设端口Port-x之间的对应关系。那么，一方面，由于节点设备X的MAC地址始终为MAC-X不变，而节点设备X与交换机设备连接的端口Port-x也不变，因而第二表项中记录的MAC-X与预设端口Port-x之间的对应关系同样保持不变，所以交换机设备无需根据接收到的IP报文对该第二表项进行更新；而另一方面，交换机设备可以直接根据该IP报文的目的MAC地址匹配出第一表项，并根据该第一表项将该IP报文由端口Port-y进行转发，以发送至节点设备Y，尤其是在无需更新第二表项的情况下，对该IP报文的转发效率得以明显提升。
为了便于理解，下面结合图3对本申请的技术方案进行详细说明。请参见图3，图3是本申请一示例性实施例的一种转发IP报文的方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：
步骤301，交换机设备通过预设端口接收到节点设备发送的非IP报文。
在本实施例中，在一种场景下，节点设备通过交换机设备进行IP报文转发操作。当该节点设备向交换机设备发送IP报文前，需要预先获取该预设端口的MAC地址，那么节点设备可以向交换机设备发送ARP请求报文，即步骤301中的非IP报文可以是ARP请求报文。在另一种场景下，该节点设备还可以向该交换机设备发送其他任意的协议报文，或者其他非IP报文，本申请并不对此进行限制。
步骤302，交换机设备通过来自节点设备的非IP报文，生成节点设备的MAC地址与预设端口对应的第二表项。
在本实施例中，交换机设备根据接收到的非IP报文，一方面确定接收到该非IP报文的预设端口，假定为端口Port-x，另一方面提取该非IP报文的源MAC地址，假定为MAC-X，那么交换机设备可以在端口Port-x与MAC-X之间建立起对应关系，以得到相应的转发表项，即步骤302中的第二表项。
其中，该第二表项的作用为：当交换机设备后续接收到目的MAC为MAC-X的任一报文时，可以通过匹配到该第二表项，并根据该第二表项中记录的端口Port-x与MAC-X之间的对应关系，从端口Port-x转发接收到的该任一报文。
步骤303，交换机设备继续通过预设端口接收节点设备发送的报文。
步骤304，交换机设备判断该报文是否为IP报文，若是IP报文，则转入步骤306，否则转入步骤305。
步骤305，交换机设备根据接收到报文的源MAC地址和接收该报文的预设端口，更新MAC地址转发表中对应的第二表项。
在本实施例中，当接收到的报文为非IP报文时，以ARP请求报文为例：由于在步骤302中，交换机设备针对首次接收到的ARP请求报文，会将相应预设端口的MAC地址返回给节点设备，因而如果在步骤305中再次接收到ARP请求报文，表明节点设备与交换机设备中至少之一可能发生了变化等，则相应的上述第二表项中的对应关系也可能随之存在变化，因为需要根据该非IP报文，对第二表项进行更新操作。
步骤306，交换机设备转发该报文。
在本实施例中，一方面，交换机设备按照与该报文的目的MAC地址对应的第一表项，转发该报文。另一方面，当该交换机设备接收到来自节点设备的报文为IP报文时，表明节点设备与交换机设备之间的报文转发状态正常，第二表项并不会发生变化，因而通过省略对该第二表项的更新操作，并不会影响交换机设备基于该第二表项的报文转发操作，反而可以提升交换机设备对IP报文的转发效率。
在本申请的技术方案中，当交换机设备与节点设备之间发生链路变化时，可能造成交换机设备上与节点设备连接的端口发生变化，下面结合图4对本申请的处理方案进行说明。
请参见图4，假定节点设备预先通过预设端口Port-E(假定其MAC地址为MAC-E)与交换机设备连接，当发生链路变化后，交换机设备可以通过区别于该预设端口Port-E的另一端口向节点设备发送通告报文，该通告报文中包含该另一端口的MAC地址。例如，假定由端口Port-F(假定其MAC地址为MAC-F)替换该预设端口Port-E，那么交换机设备可以通过端口Port-F向节点设备发送通告报文，该通告报文中包含端口Port-F的MAC地址(MAC-F)。节点设备接收到该通告报文后，获知端口Port-F的MAC地址(例如可以为该通知报文的源MAC地址，也可以被作为该通告报文的报文内容)，使得该节点设备后续可以按照该端口Port-F的MAC地址，向交换机设备发送报文。其中，通告报文可以采用免费ARP报文，也可以采用其他任意公有或私有协议的报文，本申请并不对此进行限制。
其中，当节点设备与交换机设备之间发生链路变化时，该链路变化可以是预设端口Port-E发生故障，使得交换机设备不得不将其替换为诸如Port-F等其他端口；或者，可以是交换机设备出于管理等目的，主动将该预设端口Port-E替换为诸如Port-F等其他端口。
进一步地，当节点设备与交换机设备之间发生链路变化，导致交换机设备上与节点设备相连的端口发生变更时，交换机设备可以查找出与变更前端口相匹配的所有表项，并将这些表项中的对应关系更新至变更后端口，使得可以按照更新后的表项，实现对节点设备的正常报文转发。
图5示出了根据本申请的一示例性实施例的电子设备的示意结构图。请参考图5，在硬件层面，该电子设备包括处理器502、内部总线504、网络接口506、内存508以及非易失性存储器510，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器502从非易失性存储器510中读取对应的计算机程序到内存502中然后运行，在逻辑层面上形成转发IP报文的装置。当然，除了软件实现方式之外，本申请并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
请参考图6，在软件实施方式中，该转发IP报文的装置可以包括接收单元601、转发单元602、更新单元603和发送单元604。其中：
接收单元601，通过预设端口接收到节点设备发送的报文；
转发单元602，当接收到的报文为IP报文时，按照与所述IP报文的目的MAC地址对应的第一表项转发所述IP报文，省略针对与所述IP报文的源MAC地址对应的第二表项的更新操作；
其中，所述第二表项是根据所述预设端口先前接收到的非IP报文而生成，所述非IP报文由所述节点设备发送。
更新单元603，当接收到的报文为非IP报文时，更新所述非IP报文的源MAC地址对应的第二表项；
可选的，所述非IP报文包括ARP请求报文。
发送单元604，当所述交换机设备与所述节点设备之间存在链路变化时，通过区别于所述预设端口的另一端口向所述节点设备发送通告报文，所述通告报文中包含所述另一端口的MAC地址。
可选的，所述链路变化包括以下任一：所述预设端口发生故障；所述预设端口被替换为其它端口。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种转发IP报文的方法，其特征在于，应用于交换机设备，所述交换机设备维护了包含若干表项的MAC地址转发表；每条表项记录了MAC地址与转发端口的对应关系；所述方法包括：
通过预设端口接收到节点设备发送的报文；
当接收到的报文为IP报文时，按照与所述IP报文的目的MAC地址对应的第一表项转发所述IP报文，省略针对与所述IP报文的源MAC地址对应的第二表项的更新操作；
其中，所述第二表项是根据所述预设端口先前接收到的非IP报文而生成，所述非IP报文由所述节点设备发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当接收到的报文为非IP报文时，更新所述非IP报文的源MAC地址对应的第二表项。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非IP报文包括ARP请求报文。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述交换机设备与所述节点设备之间存在链路变化时，通过区别于所述预设端口的另一端口向所述节点设备发送通告报文，所述通告报文中包含所述另一端口的MAC地址。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述链路变化包括以下任一：所述预设端口发生故障；所述预设端口被替换为其他端口。
6.一种转发IP报文的装置，其特征在于，应用于交换机设备，所述交换机设备维护了包含若干表项的MAC地址转发表；每条表项记录了MAC地址与转发端口的对应关系；所述装置包括：
接收单元，通过预设端口接收到节点设备发送的报文；
转发单元，当接收到的报文为IP报文时，按照与所述IP报文的目的MAC地址对应的第一表项转发所述IP报文，省略针对与所述IP报文的源MAC地址对应的第二表项的更新操作；
其中，所述第二表项是根据所述预设端口先前接收到的非IP报文而生成，所述非IP报文由所述节点设备发送。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
更新单元，当接收到的报文为非IP报文时，更新所述非IP报文的源MAC地址对应的第二表项。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述非IP报文包括ARP请求报文。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
发送单元，当所述交换机设备与所述节点设备之间存在链路变化时，通过区别于所述预设端口的另一端口向所述节点设备发送通告报文，所述通告报文中包含所述另一端口的MAC地址。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述链路变化包括以下任一：所述预设端口发生故障；所述预设端口被替换为其他端口。
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