CN112804158B - 一种交换机未知单播转发与控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于信息技术领域，公开了一种交换机未知单播转发与控制方法，包括如下步骤，步骤1：创建MAC地址表；步骤2：创建FMAC表；步骤3：基于源MAC地址的MAC地址表学习；步骤4：基于目的MAC地址的转发；步骤5：未知单播泛洪；步骤6：FMAC表记录；步骤7：发送FMAC请求报文；步骤8：接收FMAC请求报文；步骤9：发送FMAC应答报文；步骤10：接收FMAC应答报文。本发明解决了在实际网络中，因终端采用多个MAC地址对应一个IP地址导致的网络中异常未知单播泛洪流量问题。

Description

一种交换机未知单播转发与控制方法
技术领域
本发明属于信息技术领域，具体涉及一种交换机未知单播转发与控制方法。
背景技术
部分服务器终端在接入网络时，采用了bound6等多网卡接入网络的方式，在特殊的bound模式下，服务的IP地址可与多个MAC地址对应。
这种一个IP地址对应多个MAC地址的情况，在实际网络转发中，可能导致网络中间节点上的交换机没有对应服务器的MAC地址表项，网络中间节点交换机一直按照未知单播泛洪进行流量转发，会在网络中产生大量的异常未知单播泛洪流量，造成网络拥塞。因此我们需要一种处理方案，用于解决在实际网络中，因终端采用多个MAC地址对应一个IP地址导致的网络中异常未知单播泛洪流量问题。
发明内容
基于以上问题，本发明提供一种交换机未知单播转发与控制方法，解决了在实际网络中，因终端采用多个MAC地址对应一个IP地址导致的网络中异常未知单播泛洪流量问题。
为解决技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种交换机未知单播转发与控制方法，包括如下步骤，
步骤1：创建MAC地址表；
步骤2：创建FMAC表；
步骤3：基于源MAC地址的MAC地址表学习；
步骤4：基于目的MAC地址的转发，交换机在接受到报文后，解析出报文的目的MAC地址，查找到MAC地址表项中目的MAC对应的接口，然后按照接口进行报文转发；若未在MAC地址表中，则进行步骤5：未知单播泛洪；
步骤5：未知单播泛洪，在交换机在MAC地址表中匹配不到报文目的MAC地址时，交换机进行未知单播泛洪，将该报文向所有除了接收到该报文的接口进行转发，并进行步骤6：FMAC表记录；
步骤6：FMAC表记录，在交换机发生未知单播泛洪后，交换机查找FMAC表，若未在FMAC表的“FMAC地址”表项匹配到当前发生未知单播泛洪报文的目的MAC地址，则执行步骤7：发送FMAC请求报文，并在FMAC表中记录当前已发生未知单播泛洪的MAC地址信息；若在FMAC表中，匹配到了当前发生未知单播泛洪报文的目的MAC地址，则不进行任何操作；
步骤7：发送FMAC请求报文，在交换机发生未知单播泛洪后，且在FMAC表中未匹配到当前发生未知单播泛洪报文目的MAC地址的情况下，交换机生成FMAC请求报文，将FMAC请求报文向所有除了接收到当前发生未知单播泛洪报文的接口进行转发；
步骤8：接收FMAC请求报文，在交换机接受到FMAC报文后，交换机解析FMAC请求报文源MAC地址，查找交换机本地的MAC地址表，若未在MAC地址表中查找到FMAC报文的源MAC地址，则不进行任何操作；若在MAC地址表中查找到FMAC报文的源MAC地址，则进行步骤9：发送FMAC应答报文；
步骤9：发送FMAC应答报文，交换机生产FMAC应答报文，将FMAC应答报文向接收到FMAC请求报文的接口进行转发；
步骤10：接收FMAC应答报文，在交换机接受到FMAC应答报文后，交换机执行步骤2：基于源MAC地址的MAC地址表学习，会在交换机的MAC地址表中新增学习到MAC地址，随后，交换机会解析FMAC按照应答报文的目的MAC地址，进行步骤4，基于目的MAC地址的转发报文转发，因FMAC报文的源MAC地址与目的MAC地址一致，交换机将在完成MAC地址表学习后，丢弃FMAC应答报文，不进行转发。
在本发明一实施例中，步骤1具体为：交换机创建MAC地址表，用于记录MAC地址，并提供基于报文目的MAC的单播报文转发控制，包含“MAC地址”、“接口”、“生存时间”三项内容，“MAC地址”用于匹配报文的目的MAC地址，“接口”为报文目的MAC地址对应的转发出接口，“生存时间”为MAC表项的失效时间，采用递减的方式记录，初始值为交换机定义的MAC最大生存时间，当生存时间为0时，从MAC表中清除对应的MAC地址表项。
在本发明一实施例中，步骤2具体为：交换机创建FMAC表，用于记录交换机目前已发生未知单播泛洪的MAC地址，包含“FMAC地址”与“泛洪生存时间”，“FMAC地址”用于记录当前交换机已发生未知单播泛洪的的MAC地址，“泛洪生存时间”用于记录已发生泛洪的时间，采用递减的方式记录，初始值为交换机定义的FMAC最大生存时间，当生存时间为0时，从FMAC表中清除对应的FMAC地址表项。
在本发明一实施例中，步骤3具体为：初始情况下，交换机MAC地址表中没有MAC地址表项，当交换机接口收到报文时，交换机解析报文的源MAC地址，并将报文的源MAC地址与接受到报文的接口对应到MAC地址表中。
在本发明一实施例中，在步骤7中：FMAC请求报文的源MAC地址为当前发生未知单播泛洪报文的目的MAC地址，报文目的MAC地址统一为“EF:FF:FF:FF:FF:FF”。
在本发明一实施例中，在步骤9中：FMAC应答报文的源MAC地址与目的MAC地址均为FMAC请求报文的源MAC地址。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明解决了在实际网络中，因终端采用多个MAC地址对应一个IP地址导致的网络中异常未知单播泛洪流量问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。
为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例作简单的介绍。显而易见地，下面仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以将本说明书应用于其它类似情景。
一种交换机未知单播转发与控制方法，包括以下步骤：
步骤1：创建MAC地址表。交换机创建MAC地址表，用于记录MAC地址，并提供基于报文目的MAC的单播报文转发控制。包含“MAC地址”、“接口”、“生存时间”三项内容。其中，“MAC地址”用于匹配报文的目的MAC地址；“接口”为报文目的MAC地址对应的转发出接口；“生存时间”为MAC表项的失效时间，采用递减的方式记录，初始值为交换机定义的MAC最大生存时间，当生存时间为0时，从MAC表中清除对应的MAC地址表项。如：
MAC地址 接口 生存时间
XX:XX:XX:XX:XX:XX GeX/X XXX
步骤2：创建FMAC表。交换机创建FMAC表（Flooding MAC，泛洪MAC），用于记录交换机目前已发生未知单播泛洪的MAC地址，包含“FMAC地址”与“泛洪生存时间”。其中，“FMAC地址”用于记录当前交换机已发生未知单播泛洪的的MAC地址；“泛洪生存时间”用于记录已发生泛洪的时间，采用递减的方式记录，初始值为交换机定义的FMAC最大生存时间，当生存时间为0时，从FMAC表中清除对应的FMAC地址表项如：
FMAC地址 泛洪生存时间
XX:XX:XX:XX:XX:XX XXX
步骤3：基于源MAC地址的MAC地址表学习。初始情况下，交换机MAC地址表中没有MAC地址表项，当交换机接口收到报文时，交换机解析报文的源MAC地址，并将报文的源MAC地址与接受到报文的接口对应到MAC地址表中。如：
MAC地址 接口 生存时间
AA:AA:AA:AA:AA:AA Ge1/1 300
BB:BB:BB:BB:BB:BB Ge1/2 300
步骤4：基于目的MAC地址的转发。交换机在接受到报文后，解析出报文的目的MAC地址，通过匹配目的MAC与MAC地址表项中的MAC地址，查找到MAC地址表项中目的MAC对应的接口，然后按照接口进行报文转发；若未在MAC地址表中，则进行步骤5：未知单播泛洪。
步骤5：未知单播泛洪。在交换机在MAC地址表中匹配不到报文目的MAC地址时，交换机进行未知单播泛洪——将该报文向所有除了接收到该报文的接口进行转发，并进行步骤6：FMAC表记录。如：
报文源MAC地址 报文目的MAC地址
AA:AA:AA:AA:AA:AA CC:CC:CC:CC:CC:CC
步骤6：FMAC表记录。在交换机发生未知单播泛洪后，交换机查找FMAC表，在FMAC表项“FMAC地址”中匹配当前发生未知单播泛洪报文的目的MAC地址。若未在FMAC表的“FMAC地址”表项匹配到当前发生未知单播泛洪报文的目的MAC地址，则执行步骤7：发送FMAC请求报文，并在FMAC表中记录当前已发生未知单播泛洪的MAC地址信息；若在FMAC表中，匹配到了当前发生未知单播泛洪报文的目的MAC地址，则不进行任何操作
FMAC地址 泛洪生存时间
CC:CC:CC:CC:CC:CC 5
步骤7：发送FMAC请求报文。在交换机发生未知单播泛洪后，且在FMAC表中未匹配到当前发生未知单播泛洪报文目的MAC地址的情况下。交换机生成一个特殊的报文——FMAC请求报文。其中，FMAC请求报文的源MAC地址为当前发生未知单播泛洪报文的目的MAC地址，报文目的MAC地址统一为“EF:FF:FF:FF:FF:FF”。并将FMAC请求报文向所有除了接收到当前发生未知单播泛洪报文的接口进行转发。如：
FMAC请求报文源MAC地址 FMAC请求报文目的MAC地址
CC:CC:CC:CC:CC:CC EF:FF:FF:FF:FF:FF
步骤8：接收FMAC请求报文。在交换机接受到FMAC报文后，交换机解析FMAC请求报文源MAC地址，查找交换机本地的MAC地址表。若未在MAC地址表中查找到FMAC报文的源MAC地址，则不进行任何操作；若在MAC地址表中查找到FMAC报文的源MAC地址，则进行步骤9：发送FMAC应答报文。
步骤9：发送FMAC应答报文。交换机生产特殊报文——FMAC应答报文。其中，FMAC应答报文的源MAC地址与目的MAC地址均为FMAC请求报文的源MAC地址。并将FMAC应答报文向接收到FMAC请求报文的接口进行转发。如
FMAC应答报文源MAC地址 FMAC应答报文目的MAC地址
CC:CC:CC:CC:CC:CC CC:CC:CC:CC:CC:CC
步骤10：接收FMAC应答报文。在交换机接受到FMAC应答报文后，交换机执行步骤2：基于源MAC地址的MAC地址表学习，会在交换机的MAC地址表中新增学习到MAC地址。随后，交换机会解析FMAC按照应答报文的目的MAC地址，进行步骤4，基于目的MAC地址的转发报文转发。因FMAC报文的源MAC地址与目的MAC地址一致，交换机将在完成MAC地址表学习后，丢弃FMAC应答报文，不进行转发。如：
MAC地址 接口 生存时间
AA:AA:AA:AA:AA:AA Ge1/1 2
BB:BB:BB:BB:BB:BB Ge1/2 300
CC:CC:CC:CC:CC:CC Ge1/3 300
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (6)

1.一种交换机未知单播转发与控制方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤1：创建MAC地址表；
步骤2：创建FMAC表（Flooding MAC表）；
步骤3：基于源MAC地址的MAC地址表学习；
步骤4：基于目的MAC地址的转发，交换机在接收到报文后，解析出报文的目的MAC地址，查找到MAC地址表项中目的MAC对应的接口，然后按照接口进行报文转发；若未在MAC地址表中，则进行步骤5：未知单播泛洪；
步骤5：未知单播泛洪，在交换机在MAC地址表中匹配不到报文目的MAC地址时，交换机进行未知单播泛洪，将该报文向所有除了接收到该报文的接口进行转发，并进行步骤6：FMAC表记录；
步骤6：FMAC表记录，在交换机发生未知单播泛洪后，交换机查找FMAC表，若未在FMAC表的“FMAC地址”表项匹配到当前发生未知单播泛洪报文的目的MAC地址，则执行步骤7：发送FMAC请求报文，并在FMAC表中记录当前已发生未知单播泛洪的MAC地址信息；若在FMAC表中，匹配到了当前发生未知单播泛洪报文的目的MAC地址，则不进行任何操作；
步骤7：发送FMAC请求报文，在交换机发生未知单播泛洪后，且在FMAC表中未匹配到当前发生未知单播泛洪报文目的MAC地址的情况下，交换机生成FMAC请求报文，将FMAC请求报文向所有除了接收到当前发生未知单播泛洪报文的接口进行转发；
步骤8：接收FMAC请求报文，在交换机接收到FMAC报文后，交换机解析FMAC请求报文源MAC地址，查找交换机本地的MAC地址表，若未在MAC地址表中查找到FMAC报文的源MAC地址，则不进行任何操作；若在MAC地址表中查找到FMAC报文的源MAC地址，则进行步骤9：发送FMAC应答报文；
步骤9：发送FMAC应答报文，交换机生产FMAC应答报文，将FMAC应答报文向接收到FMAC请求报文的接口进行转发；
步骤10：接收FMAC应答报文，在交换机接收到FMAC应答报文后，交换机执行步骤3：基于源MAC地址的MAC地址表学习，会在交换机的MAC地址表中新增学习到MAC地址，随后，交换机会解析FMAC按照应答报文的目的MAC地址，进行步骤4，基于目的MAC地址的转发报文转发，因FMAC报文的源MAC地址与目的MAC地址一致，交换机将在完成MAC地址表学习后，丢弃FMAC应答报文，不进行转发。
2.根据权利要求1所述的一种交换机未知单播转发与控制方法，其特征在于，在步骤1中：
交换机创建MAC地址表，用于记录MAC地址，并提供基于报文目的MAC的单播报文转发控制，包含“MAC地址”、“接口”、“生存时间”三项内容，“MAC地址”用于匹配报文的目的MAC地址，“接口”为报文目的MAC地址对应的转发出接口，“生存时间”为MAC表项的失效时间，采用递减的方式记录，初始值为交换机定义的MAC最大生存时间，当生存时间为0时，从MAC表中清除对应的MAC地址表项。
3.根据权利要求1所述的一种交换机未知单播转发与控制方法，其特征在于，在步骤2中：
交换机创建FMAC表，用于记录交换机目前已发生未知单播泛洪的MAC地址，包含“FMAC地址”与“泛洪生存时间”，“FMAC地址”用于记录当前交换机已发生未知单播泛洪的MAC地址，“泛洪生存时间”用于记录已发生泛洪的时间，采用递减的方式记录，初始值为交换机定义的FMAC最大生存时间，当生存时间为0时，从FMAC表中清除对应的FMAC地址表项。
4.根据权利要求1所述的一种交换机未知单播转发与控制方法，其特征在于，在步骤3中：
初始情况下，交换机MAC地址表中没有MAC地址表项，当交换机接口收到报文时，交换机解析报文的源MAC地址，并将报文的源MAC地址与接收到报文的接口对应到MAC地址表中。
5.根据权利要求1所述的一种交换机未知单播转发与控制方法，其特征在于，在步骤7中：
FMAC请求报文的源MAC地址为当前发生未知单播泛洪报文的目的MAC地址，报文目的MAC地址统一为“EF:FF:FF:FF:FF:FF”。
6.根据权利要求1所述的一种交换机未知单播转发与控制方法，其特征在于，在步骤9中：
FMAC应答报文的源MAC地址与目的MAC地址均为FMAC请求报文的源MAC地址。
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