CN106330712A - 一种mac地址学习的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MAC地址学习的控制方法，该方法包括：接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况；根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理。本发明能够防止无效MAC地址占用设备资源。本发明还公开了一种MAC地址学习的控制装置。

Description

一种MAC地址学习的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及的是一种MAC地址学习的控制方法和装置。

背景技术

随着网络通信的发展，网络已经成为人们日常生活和工作不可缺少的元素，在网络传输的过程中，各个网络设备都会学习对应报文的MAC地址信息，并根据MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址信息对报文进行转发，从而实现各个设备之间的通信功能，所以MAC地址是网络中各个设备进行通信的基础，MAC地址学习也是各个设备必不可少的功能。

MAC地址学习的原理是学习接收报文的源MAC地址信息，然后根据接收报文目的MAC地址信息查找到对应的端口，从而将报文发送到对应的端口。但是由于现实网络中存在大量的杂包(网络设备不关心的广播报文或者其它报文)，从而导致网络设备学习到了很多无意义的MAC地址信息，占用了网络设备有限的MAC地址资源，造成了资源的浪费，并且影响到正常报文的转发。

目前网络设备针对这种情况，可以将对应端口的MAC地址学习数量进行限制，这种方式虽然能够保证网络设备总体的MAC地址容量不被占满，但是也影响了对应端口正常报文的MAC地址学习。

目前网络设备针对这种情况的另外一种方式就是在MAC地址学习的时候判断报文的VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)信息，只有端口允许的VLAN才会进行学习，但这种方式仅仅能够解决不在端口允许的VLAN中的报文对于设备的冲击，对于在端口允许的VLAN中的报文对于设备的冲击，无法进行防护。

因此，如何防止无效MAC地址占用设备资源，是需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种MAC地址学习的控制方法和装置，能够防止无效MAC地址占用设备资源。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种MAC地址学习的控制方法，该方法包括：

接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况；

根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理。

进一步地，该控制方法还包括下述特点：

接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况，包括：

接收到报文后，如所述报文的目的MAC地址在所述设备MAC地址表中，则确定所述设备MAC地址表中所述目的MAC地址对应的MAC地址已使用。

进一步地，该控制方法还包括下述特点：

根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，包括：

定期扫描所述设备MAC地址表中每个MAC地址的使用情况；

对每一个扫描到的MAC地址，如所述MAC地址已使用，则重新设置所述MAC地址为未使用，如所述MAC地址未使用过，则在所述MAC地址满足删除条件时，从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目。

进一步地，该控制方法还包括下述特点：

根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，还包括：

从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目后，如被删除的MAC地址条目满足黄名单条件，则将所述被删除的MAC地址添加到所述黄名单中。

进一步地，该控制方法还包括下述特点：

所述控制方法还包括：

接收到报文后，如所述报文的源MAC地址在所述黄名单中，则不学习所述报文的源MAC地址。

进一步地，该控制方法还包括下述特点：

所述控制方法还包括：

定期清除所述黄名单中的MAC地址条目。

进一步地，该控制方法还包括下述特点：

所述删除条件包括：在一定时间内所述MAC地址从未使用过。

进一步地，该控制方法还包括下述特点：

所述黄名单条件包括：在一定时间内所述MAC地址多次被从所述设备MAC地址表中删除且次数达到阈值。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种MAC地址学习的控制装置，包括：

地址使用情况记录模块，用于接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况；

地址老化处理模块，用于根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理。

进一步地，该控制装置还包括下述特点：

地址使用情况记录模块，用于接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况，包括：

接收到报文后，如所述报文的目的MAC地址在所述设备MAC地址表中，则确定所述设备MAC地址表中所述目的MAC地址对应的MAC地址已使用。

进一步地，该控制装置还包括下述特点：

地址老化处理模块，用于根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，包括：

定期扫描设备MAC地址表中每个MAC地址的使用情况；

对每一个扫描到的MAC地址，如所述MAC地址已使用，则重新设置所述MAC地址为未使用，如所述MAC地址未使用过，则在所述MAC地址满足删除条件时，从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目。

进一步地，该控制装置还包括下述特点：

地址老化处理模块，用于根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，还包括：

从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目后，如被删除的MAC地址条目满足黄名单条件，则将所述被删除的MAC地址添加到所述黄名单中。

进一步地，该控制装置还包括下述特点：

所述控制装置还包括：

MAC地址学习模块，用于接收到报文后，如所述报文的源MAC地址在所述黄名单中，则不学习所述报文的源MAC地址。

进一步地，该控制装置还包括下述特点：

所述控制装置还包括：

黄名单恢复模块，用于定期清除所述黄名单中的MAC地址条目。

进一步地，该控制装置还包括下述特点：

所述删除条件包括：在一定时间内所述MAC地址从未使用过。

进一步地，该控制装置还包括下述特点：

所述黄名单条件包括：在一定时间内所述MAC地址多次被从所述设备MAC地址表中删除且次数达到阈值。

与现有技术相比，本发明提供的一种MAC地址学习的控制方法和装置，学习报文的源MAC地址，并根据报文的目的MAC地址来判断学习到的MAC地址信息是否在使用，如果学习到的MAC地址没有在使用，那么就会快速将该MAC地址信息从设备MAC地址表中删除，如果某个MAC地址多次因为未使用而被删除，那么可以将该地址加入到黄名单中，在MAC地址学习时直接过滤掉该MAC地址，从而能够避免设备的MAC地址资源受到无效报文的冲击，保障正常转发报文的MAC地址学习，保证了设备的性能和资源。

附图说明

图1为本发明实施例的一种MAC地址学习的控制方法的流程图。

图2为本发明实施例的一种MAC地址学习的控制装置的结构示意图。

图3为本发明应用示例中MAC地址学习流程的示意图。

图4为本发明应用示例中MAC地址检测流程的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

网络设备学习MAC地址的本质目的是为了查找到转发报文的目的端口，保证报文能够正确地转发，如果学习到的MAC地址没有对应的转发报文，即使能够持续学习到也是没有意义的，本发明就是基于这个思想来解决上述问题的，本发明的主要思想是根据报文的源MAC来学习MAC地址信息，并根据报文的目的MAC来判断学习到的地址信息是否在使用，如果学习到的MAC地址没有在使用，那么就会快速将该MAC地址信息删除，如果某个MAC地址多次因为未使用而被删除，那么就会将该地址加入到黄名单中，在学习时直接过滤该MAC地址，从而避免设备的MAC地址资源受到无效报文的冲击，保证了设备的性能和资源。

本发明的方法具体包括：MAC地址学习流程和MAC地址检测流程；

(1)MAC地址学习流程：

判断是否需要对报文中的源MAC进行学习，对于不需要学习的报文将直接转发，而对于需要学习的报文将针对源MAC进行学习，并对每个学习到的MAC地址条目增加一个标识用于记录该MAC地址是否转发过报文(可以当每次转发过报文即将标识置1)。

(2)MAC地址检测流程：

检测网络设备学习到的MAC地址是否转发过报文，可以定时扫描MAC地址对应的标识，一旦扫描后就恢复对应MAC地址的标识(可以将标识置0)；

如果在一定策略内(可以是一段时间)某个MAC地址对应的标识始终为0，为了防止设备MAC地址表条目被占满，可以删除该MAC地址信息；

如果一个MAC地址多次发生上述删除操作，那么可以将该MAC地址加入黄名单，MAC地址学习流程在一段时间内不会学习该MAC地址，从而减少这类MAC地址对网络设备的影响；

为了保证后续黄名单中MAC地址变为正常的MAC地址，对黄名单中的MAC地址有对应的老化策略，即一段时间之后会删除黄名单中的MAC地址。

本发明通过上述两个流程的配合，在保证网络设备正常进行MAC地址学习的同时，与相关技术相比有以下几个特点和优势：

1)网络设备会针对黄名单中的MAC地址进行过滤，避免这类MAC冲击网络设备的MAC地址容量；

2)网络设备会对学习到但未转发过报文的MAC地址进行查询，并将这类MAC提前删除，保证有足够的资源学习需要的MAC地址；

本发明可以用于多种场景和设备中，可以针对整个设备采用本发明的机制，也可以针对设备某些端口采用本发明的机制。

对于家庭网关设备，由于使用场景比较固定，在用户侧接口接入的设备有限，都是家庭设备，正常情况下不会出现报文的冲击，而对于网络侧可能由于上层网络的复杂性很容易出现很多无效报文，那么针对家庭网关类设备可以在网络侧端口启用本发明的内容，从而避免了无效报文对于家庭网关设备的冲击。

对于交换机等设备，由于使用场景不固定，在各个端口都有可能存在无效报文，那么针对这类设备可以在设备各个端口都使用本发明的内容，从而避免各个端口无效报文对于交换等设备的冲击。

设备也可以动态使能本发明的内容，可以在地址数目比较充足的时候采用原有的学习地址的方式，在地址数量达到一定数量后再采用本发明的内容。

本发明还可以根据无效MAC地址删除的记录，从而决定是否将无效的MAC地址加入到黄名单中，从而在地址学习时就对这些无效MAC地址不学习，从而进一步减少对设备的冲击，并且可以针对黄名单有老化的机制，防止这些MAC地址一直无效。本发明并不限定无效MAC地址删除记录的数量和老化的时间，这些可以根据设备在不同网络环境下配置不同的值。

如图1所示，本发明实施例提供了一种MAC地址学习的控制方法，该方法包括：

S10，接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况；

S20，根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理。

所述控制方法还可以包括下述特点：

较佳地，接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况，包括：

接收到报文后，如所述报文的目的MAC地址在设备MAC地址表中，则确定所述设备MAC地址表中所述目的MAC地址对应的MAC地址已使用；

较佳地，确定所述设备MAC地址表中所述目的MAC地址对应的MAC地址已使用，包括：

将所述目的MAC地址对应的MAC地址的使用标识设置为表示已使用；

本发明的主要思想是根据学习到的MAC地址是否转发过报文从而来决定其是否要被删除还是保留，并不限定使用何种方式来得到这个信息，查询使用标识来获知MAC地址是否被使用只是其中一种方式。

较佳地，根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，包括：

定期扫描设备MAC地址表中每个MAC地址的使用情况；

对每一个扫描到的MAC地址，如所述MAC地址已使用，则重新设置所述MAC地址为未使用，如所述MAC地址未使用过，则在所述MAC地址满足删除条件时，从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目；

较佳地，根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，还包括：

从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目后，如被删除的MAC地址条目满足黄名单条件，则将所述被删除的MAC地址添加到所述黄名单中；

较佳地，所述方法还包括：

接收到报文后，如所述报文的源MAC地址在所述黄名单中，则不学习所述报文的源MAC地址；

较佳地，所述方法还包括：

定期清除所述黄名单中的MAC地址条目；

较佳地，所述黄名单中的MAC地址条目，包括：MAC地址、或MAC地址与虚拟局域网VLAN标识；

本发明并不限定学习地址的方式是纯MAC方式，还是使用MAC+VLAN方式，主要是看学习到的地址信息是否在使用来决定是否来删除对应的地址信息。如果MAC地址表中的条目使用纯MAC地址方式，则黄名单中的条目使用纯MAC地址方式，如果MAC地址表中的条目使用MAC地址+VLAN标识的方式，则黄名单中的条目使用MAC地址+VLAN标识的方式。

较佳地，所述删除条件包括：

在一定时间内所述MAC地址从未使用过；

较佳地，所述黄名单条件包括：

在一定时间内所述MAC地址多次被从所述设备MAC地址表中删除且次数达到阈值；

较佳地，根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，包括：

在设备的MAC地址表中的MAC地址条目达到阈值后，根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表进行老化处理。

如图2所示，本发明实施例提供了一种MAC地址学习的控制装置，包括：

地址使用情况记录模块，用于接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况；

地址老化处理模块，用于根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理。

所述控制装置还可以包括下述特征：

较佳地，地址使用情况记录模块，用于接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况，包括：

接收到报文后，如所述报文的目的MAC地址在设备MAC地址表中，则确定所述设备MAC地址表中所述目的MAC地址对应的MAC地址已使用。

较佳地，地址老化处理模块，用于根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，包括：

定期扫描设备MAC地址表中每个MAC地址的使用情况；

对每一个扫描到的MAC地址，如所述MAC地址已使用，则重新设置所述MAC地址为未使用，如所述MAC地址未使用过，则在所述MAC地址满足删除条件时，从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目。

较佳地，地址老化处理模块，用于根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，还包括：

从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目后，如被删除的MAC地址条目满足黄名单条件，则将所述被删除的MAC地址添加到所述黄名单中。

较佳地，所述控制装置还包括：

MAC地址学习模块，用于接收到报文后，如所述报文的源MAC地址在所述黄名单中，则不学习所述报文的源MAC地址。

较佳地，所述控制装置还包括：

黄名单恢复模块，用于定期清除所述黄名单中的MAC地址条目。

较佳地，所述删除条件包括：在一定时间内所述MAC地址从未使用过。

较佳地，所述黄名单条件包括：在一定时间内所述MAC地址多次被从所述设备MAC地址表中删除且次数达到阈值。

应用示例

下面结合附图3对MAC地址学习流程作进一步的详细说明。

S101：接收到报文，解析出报文的源MAC地址和目的MAC地址信息；

S102：判断源MAC地址是否在黄名单中或设备MAC地址表中，是则进入步骤S104，否则进入步骤S103；

S103：学习该源MAC地址，也即，将该MAC地址添加到设备MAC地址表中；

S104：根据目的MAC地址信息查找设备MAC地址表；

S105：判断目的MAC地址是否在设备MAC地址表中，如果在则进入步骤S106，否则MAC地址学习流程结束；

S106：将目的MAC地址对应的设备MAC地址表中的MAC地址的使用标识置位(比如，置为“1”用于表示已使用)。

下面结合附图4对MAC地址检测流程作进一步的详细说明。

S201：轮询设备MAC地址表中的MAC地址的使用情况；

S202：对扫描到的任一MAC地址，判断该MAC地址的使用标识是否表示已使用，如果是则进入步骤S203，否则进入步骤S204；

S203：重新设置所述MAC地址的使用标识为表示未使用，以便下次轮询时能够正确判断该MAC地址的使用状态，然后进入步骤S201，轮询下一个MAC地址；

S204：判断该MAC地址是否满足删除策略，如果满足进入步骤S205，否则进入步骤S201，轮询下一个MAC地址；

其中，具体删除策略可以由具体设备根据场景来设定(如时间策略，该MAC地址在一段时间内没有使用即可以删除)；

S205：在设备MAC地址表中删除该MAC地址对应的条目；

S206：判断所述被删除的MAC地址是否满足黄名单策略，如果满足黄名单策略，则进入步骤S207，否则进入步骤S201，轮询下一个MAC地址；

其中，具体黄名单策略，可以由设备根据具体场景来设定，如一个MAC地址在一定时间内发生多次删除等；

S207：将该MAC地址加入到黄名单中，然后进入步骤S201，轮询下一个MAC地址。

其中，一个MAC地址一旦加入黄名单，则MAC地址学习流程中将不会学习该MAC地址，从而减少该MAC地址对设备的冲击。

上述实施例提供的一种MAC地址学习的控制方法和装置，学习报文的源MAC地址，并根据报文的目的MAC地址来判断学习到的MAC地址信息是否在使用，如果学习到的MAC地址没有在使用，那么就会快速将该MAC地址信息从设备MAC地址表中删除，如果某个MAC地址多次因为未使用而被删除，那么可以将该地址加入到黄名单中，在MAC地址学习时直接过滤掉该MAC地址，从而能够避免设备的MAC地址资源受到无效报文的冲击，保障正常转发报文的MAC地址学习，保证了设备的性能和资源。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现，相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

需要说明的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种MAC地址学习的控制方法，该方法包括：

接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况；

根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：

接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况，包括：

接收到报文后，如所述报文的目的MAC地址在所述设备MAC地址表中，则确定所述设备MAC地址表中所述目的MAC地址对应的MAC地址已使用。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于：

根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，包括：

定期扫描所述设备MAC地址表中每个MAC地址的使用情况；

对每一个扫描到的MAC地址，如所述MAC地址已使用，则重新设置所述MAC地址为未使用，如所述MAC地址未使用过，则在所述MAC地址满足删除条件时，从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目。

4.如权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于：

根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，还包括：

从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目后，如被删除的MAC地址条目满足黄名单条件，则将所述被删除的MAC地址添加到所述黄名单中。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，还包括：

接收到报文后，如所述报文的源MAC地址在所述黄名单中，则不学习所述报文的源MAC地址。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：

定期清除所述黄名单中的MAC地址条目。

7.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于：

所述删除条件包括：

在一定时间内所述MAC地址从未使用过。

8.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于：

所述黄名单条件包括：

在一定时间内所述MAC地址多次被从所述设备MAC地址表中删除且次数达到阈值。

9.一种MAC地址学习的控制装置，包括：

地址使用情况记录模块，用于接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况；

地址老化处理模块，用于根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理。

10.如权利要求9所述的控制装置，其特征在于：

地址使用情况记录模块，用于接收到报文后，根据所述报文的目的媒体访问控制MAC地址确定设备MAC地址表中MAC地址的使用情况，包括：

接收到报文后，如所述报文的目的MAC地址在所述设备MAC地址表中，则确定所述设备MAC地址表中所述目的MAC地址对应的MAC地址已使用。

11.如权利要求10所述的控制装置，其特征在于：

地址老化处理模块，用于根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，包括：

定期扫描设备MAC地址表中每个MAC地址的使用情况；

对每一个扫描到的MAC地址，如所述MAC地址已使用，则重新设置所述MAC地址为未使用，如所述MAC地址未使用过，则在所述MAC地址满足删除条件时，从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目。

12.如权利要求9-11中任一项所述的控制装置，其特征在于：

地址老化处理模块，用于根据所述设备MAC地址表中MAC地址的使用情况对所述设备MAC地址表中的MAC地址进行老化处理，还包括：

从所述MAC地址表中删除所述MAC地址对应的条目后，如被删除的MAC地址条目满足黄名单条件，则将所述被删除的MAC地址添加到所述黄名单中。

13.如权利要求12所述的控制装置，其特征在于，还包括：

MAC地址学习模块，用于接收到报文后，如所述报文的源MAC地址在所述黄名单中，则不学习所述报文的源MAC地址。

14.如权利要求13所述的控制装置，其特征在于，还包括：

黄名单恢复模块，用于定期清除所述黄名单中的MAC地址条目。

15.如权利要求11所述的控制装置，其特征在于：

所述删除条件包括：

在一定时间内所述MAC地址从未使用过。

16.如权利要求12所述的控制装置，其特征在于：

所述黄名单条件包括：

在一定时间内所述MAC地址多次被从所述设备MAC地址表中删除且次数达到阈值。