CN115580595A - 一种管理arp信息的方法、装置、设备及可读介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管理ARP信息的方法、装置、设备及可读介质，方法包括：以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中；响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配；响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址。通过使用本发明的方案，能够降低在查询ARP信息命中时的输出延迟，提高了系统性能。
Description
技术领域
本发明涉及计算机领域，并且更具体地涉及一种管理ARP信息的方法、装置、设备及可读介质。
背景技术
ARP(地址解析协议)是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址，收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。
在硬件实现ARP缓存时，通常采用遍历存储空间的方式查找ARP信息，或者CAM和RAM配合使用查找ARP信息。这两种方式查询ARP信息时，都会有一些延时，遍历存储空间的方法最大需要查找所有位置，延迟较大，所以存储空间会设置小一些，使用CAM的方式，查找命中需要6个周期输出，但是需要耗费较大存储空间。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种管理ARP信息的方法、装置、设备及可读介质，通过使用本发明的技术方案，能够降低在查询ARP信息命中时的输出延迟，提高了系统性能。
基于上述目的，本发明的实施例的一个方面提供了一种管理ARP信息的方法，包括以下步骤：
以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中；
响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配；
响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址。
根据本发明的一个实施例，以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中包括：
将IP地址进行CRC32 Hash编码；
将编码后的IP地址的低8位作为RAM的读写地址；
将编码后的IP地址的低8位在缓存中的每路缓存中进行匹配；
将IP地址和对应的MAC地址存储到匹配不成功的一路缓存中。
根据本发明的一个实施例，响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配包括：
获取待查询ARP信息中的IP地址，将获取的IP地址进行CRC32 Hash编码；
以编码后的获取的IP地址的低8位作为查找地址在缓存中的每路缓存中查找IP地址；
将获取的IP地址与查找到的IP地址进行匹配。
根据本发明的一个实施例，响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址包括：
响应于获取的IP地址与查找到的IP地址匹配成功，返回查找到的IP地址对应的MAC地址。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种管理ARP信息的装置，装置包括：
存储模块，存储模块配置为以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中；
匹配模块，匹配模块配置为响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配；
返回模块，返回模块配置为响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址。
根据本发明的一个实施例，存储模块还配置为：
将IP地址进行CRC32 Hash编码；
将编码后的IP地址的低8位作为RAM的读写地址；
将编码后的IP地址的低8位在缓存中的每路缓存中进行匹配；
将IP地址和对应的MAC地址存储到匹配不成功的一路缓存中。
根据本发明的一个实施例，匹配模块还配置为：
获取待查询ARP信息中的IP地址，将获取的IP地址进行CRC32 Hash编码；
以编码后的获取的IP地址的低8位作为查找地址在缓存中的每路缓存中查找IP地址；
将获取的IP地址与查找到的IP地址进行匹配。
根据本发明的一个实施例，返回模块还配置为：
响应于获取的IP地址与查找到的IP地址匹配成功，返回查找到的IP地址对应的MAC地址。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：
至少一个处理器；以及
存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
本发明的实施例的另一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项方法的步骤。
本发明具有以下有益技术效果：本发明实施例提供的管理ARP信息的方法，通过以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中；响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配；响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址的技术方案，能够降低在查询ARP信息命中时的输出延迟，提高了系统性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为根据本发明一个实施例的管理ARP信息的方法的示意性流程图；
图2为根据本发明一个实施例的网络控制器的示意图；
图3为根据本发明一个实施例的ARP模块的示意图；
图4为根据本发明一个实施例的ARP缓存控制器模块的示意图；
图5为根据本发明一个实施例的管理ARP信息的装置的示意图；
图6为根据本发明一个实施例的计算机设备的示意图；
图7为根据本发明一个实施例的计算机可读存储介质的示意图。
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，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
基于上述目的，本发明的实施例的第一个方面，提出了一种管理ARP信息的方法的一个实施例。图1示出的是该方法的示意性流程图。
如图1中所示，该方法可以包括以下步骤：
S1以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中。IP地址为32位数据，经过CRC32 Hash编码后依旧为32位，本发明使用编码后的IP地址的其中的低8位作为RAM的读写地址，此时RAM深度为256，就是最大可同时存储256个ARP信息。将编码后的IP地址的低8位在缓存中的每路缓存中进行匹配，将IP地址和对应的MAC地址存储到匹配不成功的一路缓存中将IP地址和MAC地址存储到缓存中对应的读写地址中。由于不同的IP地址会转换为同一个存储地址，因此在缓存中需要设置多路缓存，例如2路，4路，8路，优选为8路缓存，在总存储空间不变的情况下，降低单路的存储大小，因此在存储IP地址和MAC地址时，需要在每路缓存中进行匹配，如果匹配到相同的存储地址，则不能进行存储，在没有匹配到相同的存储地址的那一路缓存中存储IP地址和MAC地址。这样就降低了冲突的概率，当需要更新存储内容时，则多个通道按顺序依次循环更新，替换存在时间最久的ARP信息。
S2响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配。获取待查询ARP信息中的IP地址，将获取的IP地址进行CRC32 Hash编码，以编码后的获取的IP地址的低8位作为查找地址在缓存中的每路缓存中查找IP地址，将获取的IP地址与查找到的IP地址进行匹配。待查询ARP信息中的IP地址进行编码后，低8位会得到一个地址，根据这个地址在缓存中的每路缓存中查找IP地址，如果查找到一个IP地址，则之间返回对应的MAC地址，如果查找到多个IP地址，则需要进行IP地址的匹配。
S3响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址。如果IP地址匹配成功，则返回查找到的IP地址对应的MAC地址。
通过使用本发明的技术方案，能够降低在查询ARP信息命中时的输出延迟，提高了系统性能。
可以使用图2-图4的系统实现本发明的方法，如图2所示为本发明硬件系统的网络控制器，由UDP、TCP、ARP、IP、MAC模块组成。如图3所示为网络控制器的ARP模块，ARP模块组成包括访问接口、ARP缓存控制器模块、ARP收发模块和ARP超时模块。如图4所示为ARP缓存控制器模块，ARP缓存控制器由五各部分组成，包括访问接口、Hash模块、IP/MAC缓存模块、计时模块、对比模块。访问接口用于ARP模块查询ARP信息，Hash模块实现对IP地址的编码，IP/MAC缓存模块用于存储ARP信息，计时模块用于实现ARP信息老化时间，对比模块用于比对缓存输出数据是否与输入IP匹配。该系统工作流程为用户通过网络控制器发送信息，网络控制器根据用户配置信息生成UDP帧(以此为例)，UDP帧被发送到IP模块，IP模块根据IP地址，向ARP模块查询ARP信息，ARP缓存控制器模块接收到查询指令，将IP信息输入hash模块，Hash模块使用组合逻辑实现，即时可得出编码信息，将编码信息发送给IP/MAC缓存模块，读取数据，缓存模块输出查询数据，发送给对比模块，对比模块对比所查IP地址和缓存输出IP地址是否相同，若相同则命中，输出MAC信息给IP模块，若果不相同，则查询失败，发送ARP获取指令给ARP收发模块，发送ARP帧，获取ARP信息，ARP收发模块尝试多次获取ARP信息，若获取成功，则将ARP信息返回给IP模块，并将ARP信息写入ARP缓存，若ARP信息获取失败，则返回错误信息。
在本发明的一个优选实施例中，以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中包括：
将IP地址进行CRC32 Hash编码；
将编码后的IP地址的低8位作为RAM的读写地址；
将编码后的IP地址的低8位在缓存中的每路缓存中进行匹配；
将IP地址和对应的MAC地址存储到匹配不成功的一路缓存中。
在本发明的一个优选实施例中，响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配包括：
获取待查询ARP信息中的IP地址，将获取的IP地址进行CRC32 Hash编码；
以编码后的获取的IP地址的低8位作为查找地址在缓存中的每路缓存中查找IP地址；
将获取的IP地址与查找到的IP地址进行匹配。
在本发明的一个优选实施例中，响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址包括：
响应于获取的IP地址与查找到的IP地址匹配成功，返回查找到的IP地址对应的MAC地址。
本发明通过将IP地址通过编码转换为存储空间的地址，并设置多个存储通道降低冲突的概率，多通道并行查询、对比，此种方法在查询ARP信息时，查询命中时输出延迟较低，提高了系统性能。
需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，上述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中存储介质可为磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由CPU执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
基于上述目的，本发明的实施例的第二个方面，提出了一种管理ARP信息的装置，如图5所示，装置200包括：
存储模块，存储模块配置为以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中；
匹配模块，匹配模块配置为响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配；
返回模块，返回模块配置为响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址。
在本发明的一个优选实施例中，存储模块还配置为：
将IP地址进行CRC32 Hash编码；
将编码后的IP地址的低8位作为RAM的读写地址；
将编码后的IP地址的低8位在缓存中的每路缓存中进行匹配；
将IP地址和对应的MAC地址存储到匹配不成功的一路缓存中。
在本发明的一个优选实施例中，匹配模块还配置为：
获取待查询ARP信息中的IP地址，将获取的IP地址进行CRC32 Hash编码；
以编码后的获取的IP地址的低8位作为查找地址在缓存中的每路缓存中查找IP地址；
将获取的IP地址与查找到的IP地址进行匹配。
在本发明的一个优选实施例中，返回模块还配置为：
响应于获取的IP地址与查找到的IP地址匹配成功，返回查找到的IP地址对应的MAC地址。
基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备。图6示出的是本发明提供的计算机设备的实施例的示意图。如图6所示，本发明实施例包括如下装置：至少一个处理器21；以及存储器22，存储器22存储有可在处理器上运行的计算机指令23，指令由处理器执行时实现以下方法：
以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中；
响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配；
响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址。
在本发明的一个优选实施例中，以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中包括：
将IP地址进行CRC32 Hash编码；
将编码后的IP地址的低8位作为RAM的读写地址；
将编码后的IP地址的低8位在缓存中的每路缓存中进行匹配；
将IP地址和对应的MAC地址存储到匹配不成功的一路缓存中。
在本发明的一个优选实施例中，响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配包括：
获取待查询ARP信息中的IP地址，将获取的IP地址进行CRC32 Hash编码；
以编码后的获取的IP地址的低8位作为查找地址在缓存中的每路缓存中查找IP地址；
将获取的IP地址与查找到的IP地址进行匹配。
在本发明的一个优选实施例中，响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址包括：
响应于获取的IP地址与查找到的IP地址匹配成功，返回查找到的IP地址对应的MAC地址。
基于上述目的，本发明实施例的第四个方面，提出了一种计算机可读存储介质。图7示出的是本发明提供的计算机可读存储介质的实施例的示意图。如图7所示，计算机可读存储介质31存储有被处理器执行时执行如下方法的计算机程序32：
以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中；
响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配；
响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址。
在本发明的一个优选实施例中，以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中包括：
将IP地址进行CRC32 Hash编码；
将编码后的IP地址的低8位作为RAM的读写地址；
将编码后的IP地址的低8位在缓存中的每路缓存中进行匹配；
将IP地址和对应的MAC地址存储到匹配不成功的一路缓存中。
在本发明的一个优选实施例中，响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配包括：
获取待查询ARP信息中的IP地址，将获取的IP地址进行CRC32 Hash编码；
以编码后的获取的IP地址的低8位作为查找地址在缓存中的每路缓存中查找IP地址；
将获取的IP地址与查找到的IP地址进行匹配。
在本发明的一个优选实施例中，响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址包括：
响应于获取的IP地址与查找到的IP地址匹配成功，返回查找到的IP地址对应的MAC地址。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种管理ARP信息的方法，其特征在于，包括以下步骤：
以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中；
响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配；
响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中包括：
将IP地址进行CRC32 Hash编码；
将编码后的IP地址的低8位作为RAM的读写地址；
将编码后的IP地址的低8位在缓存中的每路缓存中进行匹配；
将IP地址和对应的MAC地址存储到匹配不成功的一路缓存中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配包括：
获取待查询ARP信息中的IP地址，将获取的IP地址进行CRC32 Hash编码；
以编码后的获取的IP地址的低8位作为查找地址在缓存中的每路缓存中查找IP地址；
将获取的IP地址与查找到的IP地址进行匹配。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址包括：
响应于获取的IP地址与查找到的IP地址匹配成功，返回查找到的IP地址对应的MAC地址。
5.一种管理ARP信息的装置，其特征在于，所述装置包括：
存储模块，所述存储模块配置为以IP地址的预设位作为RAM的读写地址将IP地址和对应的MAC地址存储到缓存中；
匹配模块，所述匹配模块配置为响应于接收到查询ARP信息的请求，获取待查询ARP信息中的IP地址，并根据IP地址在缓存中进行匹配；
返回模块，所述返回模块配置为响应于IP地址在缓存中匹配成功，返回缓存中对应的MAC地址。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述存储模块还配置为：
将IP地址进行CRC32 Hash编码；
将编码后的IP地址的低8位作为RAM的读写地址；
将编码后的IP地址的低8位在缓存中的每路缓存中进行匹配；
将IP地址和对应的MAC地址存储到匹配不成功的一路缓存中。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述匹配模块还配置为：
获取待查询ARP信息中的IP地址，将获取的IP地址进行CRC32 Hash编码；
以编码后的获取的IP地址的低8位作为查找地址在缓存中的每路缓存中查找IP地址；
将获取的IP地址与查找到的IP地址进行匹配。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述返回模块还配置为：
响应于获取的IP地址与查找到的IP地址匹配成功，返回查找到的IP地址对应的MAC地址。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现权利要求1-4任意一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-4任意一项所述方法的步骤。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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