CN1956416A - 一种建立地址解析协议表的方法及网络设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建立地址解析协议表的方法及网络设备，用于承载以太网业务的异步传输模式网络，其中，方法包括：步骤A，根据地址解析协议报文，建立异步传输模式网络的地址解析协议映射表并获取对应的永久虚连接信息；步骤B，在所述地址解析协议映射表中记录所述永久虚连接信息。本发明可以使用户直观的看到ARP映射表项是从哪个PVC学习到的，从而使用户准确得掌握ARP映射表项和PVC之间的信息，便于维护。本发明因为建立了PVC和ARP映射表项的对应关系，因此当PVC状态变化时，可以影响到ARP映射表的变化，从而直接影响到底层永久虚连接表项，实现底层永久虚连接表项的快速变化。
Description
技术领域
本发明涉及承载以太网业务的异步传输模式网络，特别是涉及在承载以太网业务的异步传输模式网络上建立地址解析协议表的方法及网络设备。
背景技术
ATM是异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode)的简称，由于它的灵活性以及对多媒体业务的支持，被认为是实现宽带通信的核心技术。下面简要介绍ATM的基本概念、ATM的基本协议框架和IPoA及EoA技术。
ATM是以信元为基本单位进行信息传输、复接和交换的。ATM信元具有53字节的固定长度，其中5个字节构成信元头部，其余48个字节是有效载荷。在这种情况下，异步传输意味着每个信元在不和其它信元发生关系的情况下独立传输，而且因为信元的长度很小，所以传输延时很短。
图1为ATM基本协议的框架图，如图1所示，ATM的基本协议框架分为3个平面，即用户平面、控制平面和管理平面。用户平面和控制平面又各分为4层，即物理层、ATM层、ATM适配层和高层。在各层中还有更精细的子层划分。管理平面又分为层次管理和平面管理，其中前者负责各平面中各层的管理，具有与其它平面相对应的层次结构；后者负责系统的管理和各平面之间的通信。控制平面主要利用信令协议来完成通信任务。
ATM的基本协议框架中的AAL(ATM Adaption Layer，即ATM适配层)是高层协议与ATM层间的接口，它负责转接ATM层与高层协议之间的信息。目前，已经提出4种类型的AAL：AAL1、AAL2、AAL3/4和AAL5，每一种类型分别支持ATM网中某些特征业务。ATM设备制造商普遍采用AAL5来支持数据通信业务。
ATM还是一种基于虚电路的面向连接的交换技术。每条虚电路VC(Virtual Circuit)用虚路径标识符VPI(Virtual Path Idenifier)和虚通道标识符VCI(Virtual Channel Identifier)来标识。一个VPI/VCI值对只在ATM节点之间的一段链路上有局部意义。图2为包含有PVC(永久虚连接)连接方式的典型的组网方式示意图，其中，路由器A是在高端核心路由器上的一个典型设备，可广泛应用于运营商IP城域网层、汇聚层，以及行业网大型园区网、IDC(互联网数据中心)网络的骨干位置商IP城域网。如图2所示：路由器A通过ATM网络与路由器B和路由器C相连，这种连接方式是通过在路由器A的ATM接口上创建两条PVC来完成的，其中，一条PVC与路由器B透明地相连，一条PVC与路由器C透明地相连。事实上可以将一条PVC当作一和物理链路来看待，它提供点对点的可靠传输。
在ATM网络上承载业务有可能需要用到IPoA或EoA技术。
IPoA(IP over ATM)是一种在ATM网络上承载IP业务的技术。它继承了TCP/IP协议的基本思想，仅把ATM网络看成是一种物理子网。对于IP协议，ATM网络与以太网、令牌环网等物理子网具有相同的地位。利用IPoA，用户可以直接在ATM网络上运行基于IP的网络协议和网络应用。
EoA(IP over Ethernet over ATM)是一种在ATM网络上承载Ethernet(以太网)业务的技术。
不管ATM网络还是普通以太网，IP地址是不能直接用来进行通信的，因为网络设备只能识别MAC地址(物理地址)。IP地址只是主机在网络层中的地址，如果要将网络层中传送的数据报交给目的主机，必须知道该主机的MAC地址。因此必须将IP地址解析为MAC地址。
IP地址到MAC地址的转换由地址解析协议ARP来完成。由于IP地址有32bit，而局域网的物理地址(即MAC地址)是48bit，因此它们之间不是一个简单的转换关系。此外，在一个网络上可能经常会有新的计算机加入近来，或撤走一些计算机。更换计算机的网卡也会使其物理地址改变。可见在计算机中应当存放一个从IP地址到物理地址的转换表，并且能够经常动态更新。地址解析协议ARP很好地解决了这些问题。
当以太网上的两台主机需要通信时，双方必须知道对方的MAC地址，因此每台主机都要维护IP地址到MAC地址的转换表，即ARP映射表。ARP映射表中存放着最近用到的一系列与本主机通信的其他主机的IP地址和MAC地址的映射关系。假设在一个以太网上有两台计算机：主机A和主机B；主机A的IP地址为IP_A，B的IP地址为IP_B。在主机A要向主机B发送信息时，主机A首先查看自己的ARP映射表，确定其中是否包含有IP_B对应的ARP映射表项。
从ARP协议以及以上关于ARP映射表的介绍可以知道，在现有的技术中，ARP映射表项中有目的IP地址以及该IP地址对应的MAC地址，用户可以通过ARP映射表项来查找掌握报文的路径信息，但如果是在ATM网络上则是以信元作为最小的通讯单位通过PVC来进行传输的，因此，在ATM网络上要掌握报文的路径信息还必须要知道对应的PVC信息，而现有技术中ARP映射表项是不含有PVC信息的，虽然在ATM网络上ARP映射表项的内容是通过PVC学习到的，但从ARP映射表项本身看不出是从哪一个PVC学习到的，用户要想查找PVC信息需要通过物理端口查找，这不利于用户准确掌握ARP映射表项和PVC之间的关系，不便于用户的使用和维护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建立地址解析协议表的方法及网络设备，解决现有地址解析协议表不能确定ARP映射表项与PVC的对应关系，不便于维护的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种建立地址解析协议表的方法，用于承载以太网业务的异步传输模式网络，其中，包括：
步骤A，根据地址解析协议报文，建立异步传输模式网络的地址解析协议映射表并获取对应的永久虚连接信息；
步骤B，在所述地址解析协议映射表中记录所述永久虚连接信息。
上述的方法，其中，步骤A包括如下步骤：
步骤a，在异步传输模式网络接口收到地址解析协议报文；
步骤b，根据所述报文中的发送端以太网物理地址和发送端IP地址建立地址解析协议映射表；
步骤c，根据所述报文的入端口的端口号、以太网物理地址和虚拟局域网号查找所述异步传输模式网络的底层永久虚连接表项，得到所述报文对应的永久虚连接信息。
上述的方法，其中，还包括对所述地址解析协议映射表进行更新的更新步骤，包括：根据地址解析协议报文所对应的永久虚连接信息的变化，对所述地址解析协议表进行更新，并对应修改异步传输模式网络的底层永久虚连接表项。
上述的方法，其中，所述更新步骤中包括：如果永久虚连接的状态由“开启”变为“关闭”，则根据在所述地址解析协议映射表中记录的永久虚连接信息找到对应的地址解析协议表项，然后把该地址解析协议表项删除，同时删除所述地址解析协议表项所对应的底层永久虚连接表项；如果永久虚连接的状态由“关闭”变为“开启”，则在所述地址解析协议映射表中重新建立记录永久虚连接信息的地址解析协议表项，然后把该地址解析协议表项的信息添加到底层永久虚连接表中，增加底层永久虚连接表中对应IP地址的物理地址信息。
上述的方法，其中，所述步骤c中，如果所述报文中不含有所述虚拟局域网号，则采用默认的虚拟局域网号。
为了更好的实现本发明的目的，本发明还提供了一种在异步传输模式网络上承载以太网业务的方法，其中，包括如下步骤：
步骤一，根据地址解析协议报文，建立异步传输模式网络的地址解析协议映射表并获取对应的永久虚连接信息；在所述地址解析协议映射表中记录所述永久虚连接信息；
步骤二，根据地址解析协议报文所对应的永久虚连接信息的变化，对所述地址解析协议表进行更新，并对应修改异步传输模式网络的底层永久虚连接表项；
步骤三，根据底层永久虚连接表和所述地址解析协议映射表，进行以太网报文的发送。
上述的方法，其中，所述步骤一包括：
步骤a，在异步传输模式网络接口收到地址解析协议报文；
步骤b，根据所述报文中的发送端以太网物理地址和发送端IP地址建立地址解析协议映射表；
步骤c，根据所述报文的入端口的端口号、以太网物理地址和虚拟局域网号查找所述异步传输模式网络的底层永久虚连接表项，得到所述报文对应的永久虚连接信息；
步骤d，将所述报文对应的永久虚连接信息存储到所述地址解析协议映射表的记录标志中。
上述的方法，其中，所述步骤二包括：如果永久虚连接的状态由“开启”变为“关闭”，则根据在所述地址解析协议映射表中记录的永久虚连接信息找到对应的地址解析协议表项，然后把该地址解析协议表项删除，同时删除所述地址解析协议表项所对应的底层永久虚连接表项；如果永久虚连接的状态由“关闭”变为“开启”，则在所述地址解析协议映射表中重新建立记录永久虚连接信息的地址解析协议表项，然后把该地址解析协议表项的信息添加到底层永久虚连接表中，增加底层永久虚连接表中对应IP地址的物理地址信息。
为了更好的实现本发明的目的，本发明还提供了一种建立地址解析协议表的网络设备，用于承载以太网业务的异步传输模式网络，其中，包括：存储模块，用于存储地址解析协议映射表；报文信息提取模块，用于：根据地址解析协议报文，建立异步传输模式网络的地址解析协议映射表并获取对应的永久虚连接信息，将所述地址解析协议映射表存储在所述存储模块，并在所述地址解析协议映射表中记录所述永久虚连接信息。
上述的网络设备，其中，还包括更新模块，用于：根据地址解析协议报文所对应的永久虚连接信息的变化，对所述地址解析协议表进行更新，并对应修改异步传输模式网络的底层永久虚连接表项。
本发明的技术效果在于：
1、本发明技术原理简单，易于实现，不依赖于特定技术。
2、本发明可以使用户直观的看到ARP映射表项是从哪个PVC学习到的，从而使用户准确地掌握ARP映射表项和PVC之间的关系信息，便于维护。
3、本发明因为建立了PVC和ARP映射表项的对应关系，因此当PVC状态变化时，可以影响到ARP映射表的变化，从而直接影响到底层永久虚连接表项，实现底层永久虚连接表项的快速变化。
附图说明
图1为ATM基本协议的框架图；
图2为包含有PVC连接方式的典型的组网方式示意图；
图3为以太网中ARP报文格式的结构图；
图4为本发明提供的获取PVC信息的示意图；
图5为本发明方法的步骤流程图。
具体实施方式
本发明提供了在ATM网络的EOA适配方式下，建立地址解析协议表的方法，用于建立PVC和ARP映射表项的对应关系。
图5为本发明方法的流程图。如图5所示，本发明提供的建立地址解析协议表的方法，主要步骤如下：
步骤100，根据地址解析协议报文，建立异步传输模式网络的地址解析协议映射表并获取对应的永久虚连接信息(虚连接信息是从底层表项获取的)；在所述地址解析协议映射表中记录所述永久虚连接信息；
步骤200，根据地址解析协议报文所对应的永久虚连接信息的变化，对所述地址解析协议表进行更新，并对应修改异步传输模式网络的底层永久虚连接表项。
本发明的建立地址解析协议表的步骤可具体细分如下：
步骤a，在异步传输模式网络接口收到地址解析协议报文；
步骤b，根据所述报文中的发送端以太网物理地址和发送端IP地址建立地址解析协议映射表；
步骤c，根据所述报文的入端口的端口号、以太网物理地址和虚拟局域网号查找所述异步传输模式网络的底层永久虚连接表项，得到所述报文对应的永久虚连接信息；
步骤d，将所述报文对应的永久虚连接信息存储到所述地址解析协议映射表的记录标志中。
步骤e，如果永久虚连接的状态由“开启”变为“关闭”，则根据在所述地址解析协议映射表中记录的永久虚连接信息找到对应的地址解析协议表项，然后把该地址解析协议表项删除，同时删除所述地址解析协议表项所对应的底层永久虚连接表项；如果永久虚连接的状态由“关闭”变为“开启”，则在所述地址解析协议映射表中重新建立记录永久虚连接信息的地址解析协议表项，然后把该地址解析协议表项的信息添加到底层永久虚连接表中，增加底层永久虚连接表中对应IP地址的物理地址信息。
由以上关于本发明方法各步骤的描述可知，本发明方法主要在于以下两点：
1)在ARP映射表中增加PVC信息。对于以太网来说，一个ARP映射表必须要有IP地址与MAC地址之间的映射关系，那么应用到ATM网络上来，是通过PVC来通讯的，而又需要用到ARP映射表的表项，因此在本发明中，在ARP映射表中增加PVC的标志，该标志是通过记录ARP映射表项所在的ATM接口的索引以及PVC的VPI和VCI信息来实现的，这样就能唯一确定一条PVC。
2)在ARP学习流程中，获取PVC信息。对于ARP映射表来说，它是一个不断更新和学习的过程，当收到一个ARP协议报文时，会对该报文的源IP以及源IP所对应的MAC地址进行学习，建立起一张ARP映射表，并根据PVC信息的变化，对ARP映射表进行更新，并对应修改异步传输模式网络的底层永久虚连接表项。
图3为以太网中ARP报文格式的结构图，图中标出了ARP报文中的各种地址信息。
图4是本发明提供的获取PVC信息的示意图，如图4所示，获取PVC信息的过程如下：
当Switch(交换机)在ATM接口ATM3/1/1收到一个ARP报文，该报文的源地址为1.1.1.1，源MAC为00e0-fc00-0001，报文的虚拟局域网号(VLANIdentifier)为VLAN2时，首先根据ARP报文中的发送端以太网地址(MAC地址)和发送端IP地址(见图1)建立ARP映射表，根据ARP报文的入端口得到是ATM3/1/1，进一步查找是从哪条PVC学习到的，根据源MAC地址(00e0-fc00-0001)和VLAN(VLAN2)查找底层PVC表项，查找到是PVC1/1，则把PVC信息添加到ARP的映射表中，这样我们就建立PVC和ARP映射表项之间的关系。
这里说的底层是指ATM层，对于EOA，一个以太网报文到了ATM层需要分成一个个ATM信元才能在ATM网络上进行传输，那么接收端需要把这些ATM信元组装后恢复成一个以太网报文。以太网报文中是有MAC和VLAN信息的，如果报文中不带VLAN的话则使用默认VLAN，也就是用户指定的VLAN，这样底层就有了PVC信息和MAC+VLAN的对应关系表了。
PVC的状态和端口的状态一样分为两种，分别是UP和DOWN。
当PVC的状态由UP变为DOWN时，就根据之前在ARP映射表中记录的PVC信息找到对应的ARP映射表项，然后把该ARP映射表项删除，同时删除底层永久虚连接表项(底层永久虚连接表项都需要通过ARP映射表中的MAC地址来封装以太网报文)。
当PVC的状态由Down变为UP时，则根据之前在ARP映射表中记录的PVC信息找到对应的ARP映射表项，然后把该ARP映射表项信息添加到底层，增加底层转发表中对应IP地址的MAC信息。
永久虚连接信息的变化并不是在地址解析协议学习过程中发生的，而是ATM物理网络的变化或者人为干预操作PVC后，引起ATM物理网络的变化进而引起永久虚连接信息的变化，比如两端接上光纤后PVC就会从DOWN变为UP，如果光纤拔掉或者未接好就会导致PVC从UP变为DOWN。人为干预操作所引起的PVC状态改变，比如对PVC进行shutdown操作(如果原先PVC是up的，则会变为down)，或者undo shutdown操作(如果原先PVC物理上是up的，则会从down变为UP)。
此外，本发明的网络设备中包括有：存储模块、报文信息提取模块和更新模块。报文信息提取模块直接连接ATM接口收取ARP报文，用于：根据地址解析协议报文，建立异步传输模式网络的地址解析协议映射表并获取对应的永久虚连接信息，将所述地址解析协议映射表存储在所述存储模块，并在所述地址解析协议映射表中记录所述永久虚连接信息。
存储模块连接报文信息提取模块和更新模块，用于存储地址解析协议映射表；
更新模块用于：根据地址解析协议报文所对应的永久虚连接信息的变化，对所述地址解析协议表进行更新，并对应修改异步传输模式网络的底层永久虚连接表项。
由上可知，本发明可以使用户直观的看到ARP映射表项是从哪个PVC学习到的，从而使用户准确得掌握ARP映射表项和PVC之间的信息，便于维护。此外，因为本发明建立了PVC和ARP映射表项的对应关系，因此当PVC状态变化时，可以影响到ARP映射表的变化，从而直接影响到底层永久虚连接表项，实现底层永久虚连接表项的快速变化。
另外，虽然在EOA的方式下可以通过硬件的方式来查找确定以太网报文对应的PVC，但在通过上述方法建立了永久虚连接和地址解析协议表对应关系的基础上，还可以用软件的方法确定对应的PVC进而在异步传输模式网络上承载以太网业务。如图6所示，在异步传输模式网络上承载以太网业务的方法包括如下步骤：
步骤1)，根据地址解析协议报文，建立异步传输模式网络的地址解析协议映射表并获取对应的永久虚连接信息；在所述地址解析协议映射表中记录所述永久虚连接信息；
步骤2)，根据地址解析协议报文所对应的永久虚连接信息的变化，对所述地址解析协议表进行更新，并对应修改异步传输模式网络的底层永久虚连接表项；
步骤3)，根据底层永久虚连接表和所述地址解析协议映射表，进行以太网报文的发送。因为底层永久虚连接表和所述地址解析协议映射表中记录了PVC信息，所以很容易查到该PVC信息并可根据PVC信息确定PVC链路，从而进行以太网报文的发送。
由上可以看出，本发明能够带来以下效果：
1、本发明技术原理简单，易于实现，不依赖于特定技术。
2、本发明可以使用户直观的看到ARP映射表项是从哪个PVC学习到的，从而使用户准确得掌握ARP映射表项和PVC之间的信息，便于维护。
3、本发明因为建立了PVC和ARP映射表项的对应关系，因此当PVC状态变化时，可以影响到ARP映射表的变化，从而直接影响到底层永久虚连接表项，实现底层永久虚连接表项的快速变化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种建立地址解析协议表的方法，用于承载以太网业务的异步传输模式网络，其特征在于，包括：
步骤A，根据地址解析协议报文，建立异步传输模式网络的地址解析协议映射表并获取对应的永久虚连接信息；
步骤B，在所述地址解析协议映射表中记录所述永久虚连接信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A包括如下步骤：
步骤a，在异步传输模式网络接口收到地址解析协议报文；
步骤b，根据所述报文中的发送端以太网物理地址和发送端IP地址建立地址解析协议映射表；
步骤c，根据所述报文的入端口的端口号、以太网物理地址和虚拟局域网号查找所述异步传输模式网络的底层永久虚连接表项，得到所述报文对应的永久虚连接信息。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括对所述地址解析协议映射表进行更新的更新步骤，包括：根据地址解析协议报文所对应的永久虚连接信息的变化，对所述地址解析协议表进行更新，并对应修改异步传输模式网络的底层永久虚连接表项。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述更新步骤中包括：如果永久虚连接的状态由“开启”变为“关闭”，则根据在所述地址解析协议映射表中记录的永久虚连接信息找到对应的地址解析协议表项，然后把该地址解析协议表项删除，同时删除所述地址解析协议表项所对应的底层永久虚连接表项；
如果永久虚连接的状态由“关闭”变为“开启”，则在所述地址解析协议映射表中重新建立记录永久虚连接信息的地址解析协议表项，然后把该地址解析协议表项的信息添加到底层永久虚连接表中，增加底层永久虚连接表中对应IP地址的物理地址信息。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤c中，如果所述报文中不含有所述虚拟局域网号，则采用默认的虚拟局域网号。
6.一种在异步传输模式网络上承载以太网业务的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，根据地址解析协议报文，建立异步传输模式网络的地址解析协议映射表并获取对应的永久虚连接信息；在所述地址解析协议映射表中记录所述永久虚连接信息；
步骤二，根据地址解析协议报文所对应的永久虚连接信息的变化，对所述地址解析协议表进行更新，并对应修改异步传输模式网络的底层永久虚连接表项；
步骤三，根据底层永久虚连接表和所述地址解析协议映射表，进行以太网报文的发送。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤一包括：
步骤a，在异步传输模式网络接口收到地址解析协议报文；
步骤b，根据所述报文中的发送端以太网物理地址和发送端IP地址建立地址解析协议映射表；
步骤c，根据所述报文的入端口的端口号、以太网物理地址和虚拟局域网号查找所述异步传输模式网络的底层永久虚连接表项，得到所述报文对应的永久虚连接信息；
步骤d，将所述报文对应的永久虚连接信息存储到所述地址解析协议映射表的记录标志中。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤二包括：
如果永久虚连接的状态由“开启”变为“关闭”，则根据在所述地址解析协议映射表中记录的永久虚连接信息找到对应的地址解析协议表项，然后把该地址解析协议表项删除，同时删除所述地址解析协议表项所对应的底层永久虚连接表项；
如果永久虚连接的状态由“关闭”变为“开启”，则在所述地址解析协议映射表中重新建立记录永久虚连接信息的地址解析协议表项，然后把该地址解析协议表项的信息添加到底层永久虚连接表中，增加底层永久虚连接表中对应IP地址的物理地址信息。
9.一种建立地址解析协议表的网络设备，用于承载以太网业务的异步传输模式网络，其特征在于，包括：
存储模块，用于存储地址解析协议映射表；
报文信息提取模块，用于：根据地址解析协议报文，建立异步传输模式网络的地址解析协议映射表并获取对应的永久虚连接信息，将所述地址解析协议映射表存储在所述存储模块，并在所述地址解析协议映射表中记录所述永久虚连接信息。
10.根据权利要求9所述的网络设备，其特征在于，还包括更新模块，用于：根据地址解析协议报文所对应的永久虚连接信息的变化，对所述地址解析协议表进行更新，并对应修改异步传输模式网络的底层永久虚连接表项。
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| CN1956416B (zh) | 2011-12-28 |
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