CN111092777B

CN111092777B - 转发表项的学习方法和装置

Info

Publication number: CN111092777B
Application number: CN201911413775.0A
Authority: CN
Inventors: 楚泽彤
Original assignee: Hangzhou DPTech Technologies Co Ltd
Current assignee: Hangzhou DPTech Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2022-11-25
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111092777A

Abstract

本申请提供一种转发表项的学习方法及装置，应用于双机热备系统包括的主机中，所述方法包括：轮询所述主机的第一转发表；从所述第一转发表中获取选定转发表项；根据所述选定转发表项发送设定请求报文，以使所述双机热备系统包括的备机确定所述设定请求报文的目的互联网协议IP地址与接收所述设定请求报文的接口的IP地址属于同一网段、以及所述备机的第二转发表中未保存所述设定请求报文对应的转发表项后，学习所述设定请求报文对应的转发表项。应用本申请的实施例，达到加快双机切换收敛的效果，同时确保重要业务的流量不被丢弃，提升用户体验。

Description

转发表项的学习方法和装置

技术领域

本申请涉及网络通信技术领域，特别设计一种转发表项的学习方法和装置。

背景技术

随着网络应用的重要性日益增加，对网络稳定性的要求越来越高，当一台设备无法正常工作时需要自动将业务流量快速切换到另一个设备上，以保证网络不会中断，在这种情况下，双机热备系统应运而生。双机热备系统包括互为备份的设备，当其中运行着的一台设备出现故障无法启动时，另一台设备会迅速的自动启动并运行(一般为数分钟左右)，从而保证双机热备系统的正常运行。

双机热备系统通常包括主机和备机，备机一般不接收业务流量，当备机切换为主机后，业务流量上送至新的主机处理，由于之前没有业务流量上送，需要触发新的主机学习转发表项，在互联网协议第四版(Internet Protocol version 4，IPv4)中为地址解析协议(Address Resolution Protocol，ARP)表项，在互联网协议第六版(Internet Protocolversion 6，IPv6)中为邻居发现(Neighbor Discover，ND)表项；新的主机重新学习到转发表项后，业务才可正常进行转发。

上述转发表项的学习方法中，要在备机切换为主机之后才能进行，由于双机热备系统通常流量是非常大的，可能多达上万条，而每条流量都会对应一条转发表项，当备机切换为主机后，同时学习几万条转发表项对中央处理器(Central Processing Unit，CPU)的压力非常大，耗时也会很长，在学习到转发表项前，不能正常转发流量，可能会导致重要业务的流量被丢弃，降低用户体验。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种转发表项的学习方法和装置，以解决备机切换为主机后，同时学习几万条转发表项对CPU的压力非常大，耗时也会很长，在学习到转发表项前，不能正常转发流量，可能会导致重要业务的流量被丢弃，降低用户体验的问题。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

一种转发表项的学习方法，应用于双机热备系统包括的主机中，所述方法包括：

轮询所述主机的第一转发表；

从所述第一转发表中获取选定转发表项；

根据所述选定转发表项发送设定请求报文，以使所述双机热备系统包括的备机确定所述设定请求报文的目的互联网协议IP地址与接收所述设定请求报文的接口的IP地址属于同一网段、以及所述备机的第二转发表中未保存所述设定请求报文对应的转发表项后，学习所述设定请求报文对应的转发表项。

一种转发表项的学习方法，应用于双机热备系统包括的备机中，所述方法包括：

接收所述双机热备系统包括的主机发送的设定请求报文；

确定所述设定请求报文的目的IP地址与接收所述设定请求报文的接口的IP地址是否属于同一网段；

若确定所述设定请求报文的目的IP地址与接收所述设定请求报文的接口的IP地址属于同一网段，则确定所述备机的第二转发表中是否保存所述设定请求报文对应的转发表项；

若确定所述第二转发表中未保存所述设定请求报文对应的转发表项，则学习所述设定请求报文对应的转发表项。

一种转发表项的学习装置，应用于双机热备系统包括的主机中，所述装置包括：

轮询模块，用于轮询所述主机的第一转发表；

获取模块，用于从所述第一转发表中获取选定转发表项；

发送模块，用于根据所述选定转发表项发送设定请求报文，以使所述双机热备系统包括的备机确定所述设定请求报文的目的IP地址与接收所述设定请求报文的接口的IP地址属于同一网段、以及所述备机的第二转发表中未保存所述设定请求报文对应的转发表项后，学习所述设定请求报文对应的转发表项。

一种转发表项的学习装置，应用于双机热备系统包括的备机中，所述装置包括：

接收模块，用于接收所述双机热备系统包括的主机发送的设定请求报文；

第一确定模块，用于确定所述设定请求报文的目的互联网协议IP地址与接收所述设定请求报文的接口的IP地址是否属于同一网段；

第二确定模块，用于若确定所述设定请求报文的目的IP地址与接收所述设定请求报文的接口的IP地址属于同一网段，则确定所述备机的第二转发表中是否保存所述设定请求报文对应的转发表项；

学习模块，用于若确定所述第二转发表中未保存所述设定请求报文对应的转发表项，则学习所述设定请求报文对应的转发表项。

一种电子设备，所述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存储的程序时，实现上述的方法步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法步骤。

由以上本申请提供的技术方案可见，对于双机热备系统包括的主机上学习到的转发表项，双机热备系统包括的备机上也会学习到，从而确保主机与备机的转发表项一致，后续如果进行主备切换，由于所需的转发表项在备机已经存在，不需要重新进行学习，可以直接匹配业务流量进行转发，以达到加快双机切换收敛的效果，同时确保重要业务的流量不被丢弃，提升用户体验。

附图说明

图1本申请示出的一种以双机热备系统包括的主机为执行主体的转发表项的学习方法的流程图；

图2为本申请示出的一种以双机热备系统包括的备机为执行主体的转发表项的学习方法的流程图；

图3为本申请示出的一种与图1对应的转发表项的学习装置的结构示意图；

图4为本申请示出的一种与图2对应的转发表项的学习装置的结构示意图；

图5为本申请示出的一种电子设备的结构示意图。

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”、“”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”。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种转发表项的学习方法，以达到加快双机切换收敛的效果，同时确保重要业务的流量不被丢弃，提升用户体验。请参见图1，图1为本申请示出的一种转发表项的学习方法的流程图，应用于双机热备系统包括的主机中。

S11：轮询主机的第一转发表。

可以在设备的软件中添加一个开关，当设备开启双机热备时将这个开关置为1，当设备关闭双机热备功能时将该开关置为0，设备没有开启双机功能时不需要运行本申请实施例的技术方案，以免额外增加CPU负担。

当开关置为1时，可以启动一个定时器，定时器的超时时间可以通过命令行进行配置，当定时器超时后遍历主机设备的转发表，该转发表可以定义为第一转发表。

S12：从第一转发表中获取选定转发表项。

并不是第一转发表中所有的转发表项都需要备机学习，可以从中获取需要备机学习的转发表项，这些转发表项可以定义为选定转发表项。

S13：根据选定转发表项发送设定请求报文，以使双机热备系统包括的备机确定设定请求报文的目的互联网协议(Internet Protocol，IP)地址与接收设定请求报文的接口的IP地址属于同一网段、以及备机的第二转发表中未保存设定请求报文对应的转发表项后，学习设定请求报文对应的转发表项。

具体的，上述S12中的从第一转发表中获取选定转发表项，实现过程具体包括：

获取第一转发表中的各个转发表项的出接口信息和状态信息；

获取出接口信息不是选定接口、且状态信息为可达的转发表项，得到选定转发表项。

通常，每个转发表项都拥有一个邻居结构体，用来存储该邻居的相关信息，首先提取转发表项的出接口信息，确定出接口信息是否是选定接口信息，选定接口可以但不限于为管理口、I/O接口、内部口等特殊接口若确定出接口信息不是选定接口，还可以进一步提取转发表项的状态信息，确定状态信息是否为可达，若状态信息为可达，则得到选定转发表项。

具体的，上述S13中的根据选定转发表项发送设定请求报文，根据选定转发表项不同，实现过程也不一样，下面分别以选定转发表项为ARP表项和ND表项为了进行说明：

第一种，若选定转发表项为ARP表项，则构造携带ARP表项包括的出接口IP地址为源IP地址、ARP表项包括的邻居IP地址为目的IP地址和ARP表项包括的出接口媒体访问控制(Media Access Control Address，MAC)地址为源MAC地址的ARP请求报文，并广播ARP请求报文。

第二种，若选定转发表项为ND表项，则根据ND表项包括的邻居IPv6地址计算出目的MAC地址和目的IPv6地址，构造携带ND表项包括的出接口IP地址为源IP地址、ARP表项包括的出接口MAC地址为源MAC地址、计算出的目的MAC地址和目的IPv6地址的邻居请求(Neighbor Solicitation，NS)报文，并组播NS报文。

请参见图2，图2为本申请示出的一种转发表项的学习方法的流程图，应用于双机热备系统包括的主机中。

S21：接收双机热备系统包括的主机发送的设定请求报文。

由于双机热备系统包括的主机与备机为对称组网，互联的接口都属于同一个虚拟局域网Virtual Local Area Network，VLAN)，所以备机是可以收到主机发送的设定请求报文。

S22：确定设定请求报文的目的IP地址与接收设定请求报文的接口的IP地址是否属于同一网段。

S23：若确定设定请求报文的目的IP地址与接收设定请求报文的接口的IP地址属于同一网段，则确定备机的第二转发表中是否保存设定请求报文对应的转发表项。

S24：若确定第二转发表中未保存设定请求报文对应的转发表项，则学习设定请求报文对应的转发表项。

若确定第二转发表中未保存设定请求报文对应的转发表项，则可以设定请求报文的目的IP地址为邻居IP地址建立一个转发表项，并将该转发表项的状态切换为未完成(INCOMPLETE)状态，与备机上正常产生的INCOMPLETE状态的转发表项一样，自主学习该转发表项，完成该转发表项的学习后，可以将该转发表项的状态切换为已完成(COMPLETE)状态，从而可以学习到设定请求报文对应的转发表项。

具体的，上述S24中的学习设定请求报文对应的转发表项，根据设定请求报文不同，实现过程也不同，下面分别以设定请求报文为ARP请求报文和NS报文为例进行说明：

第一种，若设定请求报文是ARP请求报文，则根据ARP请求报文构造ARP探测报文，并发送ARP探测报文，若接收到与ARP探测报文对应的ARP应答报文，则在第二转发表中记录ARP应答报文对应的转发表项。

第二种，若设定请求报文是NS报文，则根据NS请求报文重新构造NS报文，并发送重新构造的NS报文，若接收到与重新构造的NS报文对应的邻居公告(NeighborAdvertisement，NA)报文，则在第二转发表中记录NA报文对应的转发表项。

请参见图3，图3为本申请示出的一种转发表项的学习装置的结构示意图，应用于双机热备系统包括的主机中，该装置包括：

轮询模块31，用于轮询主机的第一转发表；

获取模块32，用于从第一转发表中获取选定转发表项；

发送模块33，用于根据选定转发表项发送设定请求报文，以使双机热备系统包括的备机确定设定请求报文的目的IP地址与接收设定请求报文的接口的IP地址属于同一网段、以及备机的第二转发表中未保存设定请求报文对应的转发表项后，学习设定请求报文对应的转发表项。

具体的，获取模块32，用于从第一转发表中获取选定转发表项，具体用于：

具体的，发送模块33，用于根据选定转发表项发送设定请求报文，具体用于：

若选定转发表项为ARP表项，则构造携带ARP表项包括的出接口IP地址为源IP地址、ARP表项包括的邻居IP地址为目的IP地址和ARP表项包括的出接口MAC地址为源MAC地址的ARP请求报文，并广播ARP请求报文；

若选定转发表项为ND表项，则根据ND表项包括的邻居IPv6地址计算出目的MAC地址和目的IPv6地址，构造携带ND表项包括的出接口IP地址为源IP地址、ARP表项包括的出接口MAC地址为源MAC地址、计算出的目的MAC地址和目的IPv6地址的NS报文，并组播NS报文。

请参见图4，图4为本申请示出的一种转发表项的学习装置的结构示意图，应用于双机热备系统包括的备机中，该装置包括：

接收模块41，用于接收双机热备系统包括的主机发送的设定请求报文；

第一确定模块42，用于确定设定请求报文的目的互联网协议IP地址与接收设定请求报文的接口的IP地址是否属于同一网段；

第二确定模块43，用于若确定设定请求报文的目的IP地址与接收设定请求报文的接口的IP地址属于同一网段，则确定备机的第二转发表中是否保存设定请求报文对应的转发表项；

学习模块44，用于若确定第二转发表中未保存设定请求报文对应的转发表项，则学习设定请求报文对应的转发表项。

具体的，学习模块44，用于学习设定请求报文对应的转发表项，具体用于：

若设定请求报文是ARP请求报文，则根据ARP请求报文构造ARP探测报文，并发送ARP探测报文，若接收到与ARP探测报文对应的ARP应答报文，则在第二转发表中记录ARP应答报文对应的转发表项；

若设定请求报文是NS报文，则根据NS请求报文重新构造NS报文，并发送重新构造的NS报文，若接收到与重新构造的NS报文对应的NA报文，则在第二转发表中记录NA报文对应的转发表项。

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。

本申请实施例还提供了一种电子设备，请参见图5所示，包括处理器510、通信接口520、存储器530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。

存储器530，用于存放计算机程序；

处理器510，用于执行存储器530上所存放的程序时，执行上述实施例中任一所述的转发表项的学习方法。

通信接口520用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

相应地，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的转发表项的学习方法。

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

1.一种转发表项的学习方法，应用于双机热备系统包括的主机中，其特征在于，所述方法包括：

轮询所述主机的第一转发表；

获取所述第一转发表中的各个转发表项的出接口信息和状态信息；

获取出接口信息不是选定接口、且状态信息为可达的转发表项，得到选定转发表项；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述选定转发表项发送设定请求报文，具体包括：

若所述选定转发表项为地址解析协议ARP表项，则构造携带所述ARP表项包括的出接口互联网协议IP地址为源IP地址、所述ARP表项包括的邻居IP地址为目的IP地址和所述ARP表项包括的出接口媒体访问控制MAC地址为源MAC地址的ARP请求报文，并广播所述ARP请求报文；

若所述选定转发表项为邻居发现ND表项，则根据所述ND表项包括的邻居互联网协议第六版IPv6地址计算出目的MAC地址和目的IPv6地址，构造携带所述ND表项包括的出接口IP地址为源IP地址、所述ARP表项包括的出接口MAC地址为源MAC地址、计算出的目的MAC地址和目的IPv6地址的邻居请求NS报文，并组播所述NS报文。

3.一种转发表项的学习方法，应用于双机热备系统包括的备机中，其特征在于，所述方法包括：

接收所述双机热备系统包括的主机发送的设定请求报文；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，学习所述设定请求报文对应的转发表项，具体包括：

若所述设定请求报文是ARP请求报文，则根据所述ARP请求报文构造ARP探测报文，并发送所述ARP探测报文，若接收到与所述ARP探测报文对应的ARP应答报文，则在所述第二转发表中记录所述ARP应答报文对应的转发表项；

若所述设定请求报文是NS报文，则根据所述NS请求报文重新构造NS报文，并发送重新构造的NS报文，若接收到与所述重新构造的NS报文对应的邻居公告NA报文，则在所述第二转发表中记录所述NA报文对应的转发表项。

5.一种转发表项的学习装置，应用于双机热备系统包括的主机中，其特征在于，所述装置包括：

轮询模块，用于轮询所述主机的第一转发表；

获取模块，用于获取所述第一转发表中的各个转发表项的出接口信息和状态信息；

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述发送模块，用于根据所述选定转发表项发送设定请求报文，具体用于：

若所述选定转发表项为ARP表项，则构造携带所述ARP表项包括的出接口IP地址为源IP地址、所述ARP表项包括的邻居IP地址为目的IP地址和所述ARP表项包括的出接口MAC地址为源MAC地址的ARP请求报文，并广播所述ARP请求报文；

若所述选定转发表项为ND表项，则根据所述ND表项包括的邻居IPv6地址计算出目的MAC地址和目的IPv6地址，构造携带所述ND表项包括的出接口IP地址为源IP地址、所述ARP表项包括的出接口MAC地址为源MAC地址、计算出的目的MAC地址和目的IPv6地址的NS报文，并组播所述NS报文。

7.一种转发表项的学习装置，应用于双机热备系统包括的备机中，其特征在于，所述装置包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述学习模块，用于学习所述设定请求报文对应的转发表项，具体用于：

若所述设定请求报文是NS报文，则根据所述NS请求报文重新构造NS报文，并发送重新构造的NS报文，若接收到与所述重新构造的NS报文对应的NA报文，则在所述第二转发表中记录所述NA报文对应的转发表项。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存储的程序时，实现权利要求1-4任一所述的方法步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一所述的方法步骤。