WO2011113339A1 - 一种聚合端口的介质访问控制地址保活装置及方法 - Google Patents

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mac
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高峰
郭亮
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/10—Active monitoring, e.g. heartbeat, ping or trace-route
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4604—LAN interconnection over a backbone network, e.g. Internet, Frame Relay
    • H04L12/462—LAN interconnection over a bridge based backbone

Definitions

  • the present invention relates to a medium access control (MAC, Media Access Control) address keep-alive technology, and more particularly to a MAC address keep-alive device and method for an aggregated port in a distributed Layer 2 network device.
  • MAC medium access control
  • Background technique MAC, Media Access Control
  • the MAC address is an identifier identifying a local area network (LAN) node, and the MAC address is globally unique to a device such as a network card interface.
  • the MAC address is 48 bits and is represented by 12 hexadecimal numbers.
  • the first six hexadecimal numbers are managed by the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) to identify another producer or vendor that constitutes the Organizational Unique Identifier (OUI).
  • the six hexadecimal numbers include the NIC serial number or the settings of a specific hardware manufacturer.
  • the MAC address learning means that the source MAC address of each received packet is stored in a virtual local area network (VLAN), so that the packet containing the address is only forwarded to the port where the address is located. For messages sent to unlearned addresses, they are forwarded to all ports in the VLAN. This method helps to minimize the traffic of the connected LAN; the role of the MAC address is to allow packets to be forwarded to the designated port after arriving at the device, thereby reducing the amount of traffic in the LAN.
  • VLAN virtual local area network
  • MAC address When a MAC address does not exist, after a period of time, the MAC address is deleted and the software and hardware resources are released. This is called a MAC address. Aging; If during this time, the device receives the message containing the MAC address, then since the MAC address already exists, it does not need to be learned and cannot be aged. The action to be taken at this time is the MAC address protection. Live.
  • the use of the activity is the most frequently used. For the simplest example, I went to work in the morning to open a computer to do a MAC address learning. In the evening, I turned off the computer and did a MAC address aging. In the middle of 8 hours, I can set the MAC address every minute in minutes. live.
  • the MAC address needs to be synchronized to all other subsystems through the subsystem synchronization module of the central processing module.
  • the system can forward the message to the corresponding port that learns the MAC address, that is, port 12 of subsystem 1.
  • the MAC address needs to be reserved on all subsystems, but the keep-alive action can only be performed on the subsystem 1 port. 12
  • the MAC address is received, it is kept on Subsystem 1, and other subsystems cannot receive such a message, and there will be a MAC address "false aging" process, but the hardware MAC at this time. The address entry exists in the table. After receiving the "false aging" message, the software determines whether the port corresponding to the MAC address in the hardware MAC table is on the subsystem. If it is not on the subsystem, ignore this.
  • This aggregation port is a logical concept. It is a collection of physical ports. The physical ports of a member in an aggregation port can be on different subsystems. After the MAC address is learned on the port, the port corresponding to the MAC address is an aggregate port instead of a physical port.
  • the principle of keeping the MAC address of the physical port described above does not apply to The aggregation port of the Layer 2 network device, because the aggregation port is likely not to belong to any subsystem.
  • a member port of an aggregation port often belongs to multiple subsystems at the same time. If the MAC address is kept in accordance with the subsystem to which the physical port belongs, unless there are member physical ports of the aggregation port on all subsystems, and all member physical ports can The message received for keep-alive is received. Otherwise, the corresponding MAC address on a certain subsystem must be kept inactive, and it cannot be rejected by the subsystem to which the port belongs, as the physical port handles aging. ⁇ aging" message.
  • the MAC address management module deletes the MAC address that is not to be deleted.
  • the packet with the MAC address as the destination address is flooded on the Layer 2 network device, thereby increasing bandwidth usage. rate.
  • the main purpose of the present invention is to provide a MAC address keep-alive device and method for an aggregation port, so as to prevent the MAC address of the aggregation port from being deleted by mistake and the packet with the MAC address as the destination address on the Layer 2 device. Flooding, which saves bandwidth usage.
  • a media access control MAC address keep-alive device of the aggregation port including: a global aggregation port MAC address management module and a MAC keep-alive message transceiver module;
  • the global aggregation port MAC address management module is configured to receive a MAC keep-alive message sent by the subsystem during the MAC address aging period, and send the MAC keep-alive message to all the sub-systems;
  • the MAC keep-alive message sending and receiving module is located in the subsystem, and is configured to send a MAC keep-alive message to the global aggregation port MAC address management module during the MAC address aging period, and receive the MAC protection sent by the global aggregation port MAC address management module. Live news.
  • the device further includes: a subsystem synchronization module and a MAC table management module; wherein the subsystem synchronization module is configured to synchronize the MAC address of the aggregation port learned by one subsystem to other subsystems; The module is used to keep alive or aging the MAC address of the aggregation port.
  • a MAC address keep-alive method for an aggregation port includes: in a MAC address aging period, the subsystem that receives the packet sends a MAC keep-alive message to the global aggregation port MAC address management module; the global aggregation port MAC address management module receives The MAC keepalive message sent to all subsystems.
  • the method further includes: synchronizing the MAC address to all subsystems after a subsystem learns the MAC address of the aggregation port.
  • the method further includes: maintaining the MAC address in all subsystems.
  • the method further includes: The subsystem that does not receive the message ages the MAC address.
  • the MAC keep-alive message described above includes: The source MAC address and the name of the subsystem.
  • the device and the method provided by the present invention can keep the MAC address of the aggregation port in the MAC address aging period, and effectively avoid the destination packet on the Layer 2 network device caused by the erroneous deletion of the MAC address of the aggregation port. Flooding; in addition, unnecessary MAC addresses can be aged, which effectively saves network bandwidth usage, thereby saving system resources.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of a prior art distributed system
  • FIG. 2 is a structural diagram of a MAC address keep-alive device of an aggregation port according to the present invention
  • FIG. 3 is a flowchart of a method for maintaining a MAC address of an aggregated port according to the present invention. detailed description
  • the basic idea of the present invention is that a subsystem that receives a message within a MAC address aging period sends a MAC keep-alive message to a global aggregation port MAC address management module; the global aggregation port MAC address management module sends the received MAC keep-alive message. Give all subsystems a live MAC address.
  • the MAC address keep-alive device of the aggregation port provided by the present invention, as shown in FIG.
  • the device includes: a global aggregation port MAC address management module and a MAC keep-alive message transceiver module; wherein, the global aggregation port MAC address management module is located
  • the central processing module of the network device is configured to receive a MAC keep-alive message sent by the subsystem during the MAC address aging period, and send the MAC keep-alive message to all subsystems.
  • the MAC keep-alive message sending and receiving module is configured to send a MAC keep-alive message to the global aggregation port MAC address management module and receive the MAC keep-alive message sent by the global aggregation port MAC address management module during the MAC address aging period. .
  • the device further includes: a subsystem synchronization module and a MAC table management module located in a central processing module of the network device;
  • a subsystem synchronization module for synchronizing the MAC address of the aggregation port learned by one subsystem to other subsystems
  • MAC address management module used to keep alive or aging the MAC address of the aggregation port.
  • the present invention further provides a MAC address keep-alive method for an aggregation port. As shown in FIG. 3, the method includes the following steps:
  • Step 301 Start a global aggregation port MAC address management module.
  • Step 302 Whether the subsystem learns the MAC address of the aggregation port, if any subsystem learns the MAC address of the aggregation port, step 303 is performed; otherwise, step 302 is continued; in this step, the real port and the virtual port are manually configured.
  • the port is configured as an aggregation port.
  • the MAC address learned on the real port is automatically learned on the virtual port. Therefore, it can be determined whether the MAC address of the aggregation port is learned.
  • the process is prior art.
  • Step 303 Synchronize the MAC address to all subsystems
  • Step 304 The subsystem determines whether the packet is received within the MAC address aging period, if the packet is received, step 305 is performed; otherwise, step 308 is performed;
  • the packet received by the subsystem in the aging period of the MAC address includes the source MAC address, which is used to keep the MAC address.
  • Step 305 The subsystem that receives the packet sends a MAC keep-alive message to the global aggregation port MAC address management module.
  • the MAC keepalive message received by the global aggregation port MAC address management module includes: the source MAC address and the name of the subsystem.
  • Step 306 The global aggregation port MAC address management module sends the received MAC keep-alive message to all subsystems.
  • Step 307 Keep the MAC address in all subsystems, and return to step 304;
  • the MAC address management module in the central processing module can implement the keepalive of the MAC address.
  • the method is prior art and will not be described in detail herein.
  • Step 308 The subsystem that has not received the packet ages the MAC address, and returns to step 302.
  • the aging of the MAC address can be implemented by using the MAC address management module to implement aging of the MAC address in all subsystems. The method is prior art and will not be described in detail herein.
  • the MAC address is maintained by the global aggregation port MAC address management module to send a MAC keep-alive message to all subsystems to implement MAC address preservation of all subsystems; and the MAC address aging is not aged in the MAC address.
  • the aging of the MAC address of the subsystem is implemented by the subsystem that receives the packet in the period. In principle, the aging period of the MAC address implemented by each subsystem is the same.

Abstract

本发明公开了一种聚合端口的MAC地址保活装置及方法，在MAC地址老化周期内，收到报文的子系统向全局聚合端口MAC地址管理模块发送MAC保活消息；全局聚合端口MAC地址管理模块将接收到的MAC保活消息发送给所有子系统以保活该MAC地址。采用本发明的装置及方法，可以在MAC地址老化周期内，保活聚合端口的MAC地址，有效避免由于聚合端口的MAC地址的误删而导致的目的报文在二层网络设备上的洪泛，有效节省了网络带宽占用率。

Description

一种聚合端口的介质访问控制地址保活装置及方法 技术领域
本发明涉及介质访问控制 （MAC, Media Access Control )地址保活技 术，特别是指一种分布式二层网络设备中的聚合端口的 MAC地址保活装置 及方法。 背景技术
MAC地址是识别局域网 （LAN, Local Area Network )节点的标识， MAC地址对设备如网卡接口是全球唯一的。 MAC地址为 48位， 用 12个 16进制数表示。 前 6个 16进制数由美国电气和电子工程师协会（IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers ) 管理, 用来识另 ll生产者或者 厂商， 构成组织唯一识别符（OUI, Organizational Unique Identifier ); 后 6 个 16进制数包括网卡序列号、 或者特定硬件厂商的设定值。
下面介绍一下与 MAC地址相关的 MAC地址学习、保活和老化。首先， MAC地址学习， 是指将每个所接收的报文的源 MAC地址存储在学习虚拟 局域网 （VLAN, Virtual Local Area Network )里， 使包含该地址的报文只 会转发到此地址所在端口；而对于发至未学习地址的报文，则转发到 VLAN 的所有端口上。 这个方法有助于把相连局域网的业务量最小化； MAC地址 的作用， 是为了让报文到达设备之后转发至指定的端口， 进而减小局域网 内的业务量。 但是每个 MAC 地址都需要占用实际的软硬件资源， 当某个 MAC地址没有存在的必要时， 经过一段时间之后， 就要将该 MAC地址删 除掉并释放软硬件资源， 这称之为 MAC地址老化； 如果在这段时间中， 设 备又收到了包含该 MAC地址的报文， 那么由于这个 MAC地址已经存在， 所以就不用被学习，也不能被老化， 这个时候要做的动作就是 MAC地址保 活。
在上面三个动作中， 保活动作的使用最为频繁。 举个最简单的例子， 早晨上班开电脑做了一次 MAC地址学习， 晚上下班关电脑做一次 MAC地 址老化， 中间 8个小时内， 可以以分钟为单位设定每隔一分钟做一次 MAC 地址保活。
对于图 1所示的分布式网络设备， 在子系统 1 , 端口 12上学习到一个 MAC地址之后， 需要将该 MAC地址通过中央处理模块的子系统同步模块 同步到其他所有的子系统上去， 这样才能保证其他子系统收到包含该 MAC 地址的 文之后， 能将该 ^艮文转发到学习到该 MAC地址的对应端口上， 即 子系统 1的端口 12。
在一段时间之内，如果子系统 1端口 12上一直能够接收到包含该 MAC 地址的报文， 则需要在所有的子系统上保留该 MAC地址，但是保活的动作 只能在子系统 1端口 12收到该 MAC地址的 ^艮文时在子系统 1上保活， 而 其他子系统由于无法收到这样的报文， 就会有一个 MAC地址 "假老化" 的 过程， 但是此时硬件 MAC表中该地址项是存在的， 软件在接收到这个 "假 老化" 消息后， 判断硬件 MAC表中该 MAC地址所对应的端口是否在本子 系统上， 如果不是在本子系统上， 则不理会这个 "假老化" 消息， 所以在 其他子系统上的该 MAC地址不会被删除； 如果子系统 1上的 MAC地址没 有被保活， 则会通知 MAC表管理模块， 由 MAC表管理模块删除所有子系 统上相应的 MAC地址。
但是在二层网络设备中会存在一种聚合端口， 这种聚合端口是一个逻 辑概念， 是一系列物理端口的集合， 并且一个聚合端口中的成员物理端口 可以在不同的子系统上， 在聚合端口上学习到 MAC地址后， 与该 MAC地 址所对应的端口就是一个聚合端口， 而不是某个物理端口。
现有技术中 ,对于上面所述的物理端口 MAC地址保活原则就不适用于 二层网络设备的聚合端口， 因为聚合端口很可能不独属于任何一个子系统。 一个聚合端口的成员物理端口往往同时属于多个子系统， 如果按照物理端 口所属子系统进行 MAC地址保活，除非在所有子系统上均有这个聚合端口 的成员物理端口， 并且所有成员物理端口都能收到用来保活的报文， 否则， 必然使某个子系统上对应的该 MAC地址没办法被保活， 而且， 也不能像物 理端口处理 艮老化" 一样， 通过判断端口所属子系统来否决 艮老化" 消息。 如此， MAC表管理模块就会删除这个本无需删除的 MAC地址； 当 该 MAC地址被删除之后， 以该 MAC地址为目的地址的报文就会在二层网 络设备上洪泛， 从而增加带宽占用率。 发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种聚合端口的 MAC地址保活 装置及方法， 以避免聚合端口的 MAC地址被误删及以该 MAC地址为目的 地址的报文在二层设备上洪泛， 从而节约带宽占用率。
为解决上述技术问题， 本发明的技术方案是这样实现的：
一种聚合端口的介质访问控制 MAC地址保活装置， 包括： 全局聚合端 口 MAC地址管理模块和 MAC保活消息收发模块； 其中，
所述全局聚合端口 MAC地址管理模块，用于在 MAC地址老化周期内 , 接收子系统发送的 MAC保活消息， 并将该 MAC保活消息发送给所有子系 统；
所述 MAC保活消息收发模块， 位于子系统中， 用于在 MAC地址老化 周期内， 向全局聚合端口 MAC地址管理模块发送 MAC保活消息， 以及接 收全局聚合端口 MAC地址管理模块发送的 MAC保活消息。
所述装置还包括： 子系统同步模块和 MAC表管理模块； 其中， 所述子 系统同步模块用于将一个子系统学习到的聚合端口的 MAC 地址同步到其 他子系统上；所述 MAC表管理模块用于保活或老化聚合端口的 MAC地址。 一种聚合端口的 MAC地址保活方法，包括：在 MAC地址老化周期内， 收到报文的子系统向全局聚合端口 MAC地址管理模块发送 MAC保活消 息； 全局聚合端口 MAC地址管理模块将接收到的 MAC保活消息发送给所 有子系统。
在所述子系统收到报文之前， 该方法还包括： 在有一个子系统学习到 聚合端口的 MAC地址之后， 将该 MAC地址同步到所有子系统上。
所述 MAC保活消息发送给所有子系统后， 该方法还包括： 保活所有子 系统中该 MAC地址。
如果子系统没有在 MAC 地址老化周期内收到报文， 该方法进一步包 括： 未收到报文的子系统老化该 MAC地址。
以上所述 MAC保活消息中包含： 源 MAC地址和子系统的名称。
釆用本发明提供的装置及方法， 可以在 MAC地址老化周期内，保活聚 合端口的 MAC地址， 有效避免由于聚合端口的 MAC地址的误删而导致的 目的报文在二层网络设备上的洪泛；另外，还可以老化不必要的 MAC地址， 有效节省了网络带宽占用率， 从而节约了系统资源。 附图说明
图 1为现有技术分布式系统的组成结构示意图；
图 2为本发明聚合端口的 MAC地址保活装置组成结构图；
图 3为本发明聚合端口的 MAC地址保活方法流程图。 具体实施方式
本发明的基本思想是：在 MAC地址老化周期内收到报文的子系统向全 局聚合端口 MAC地址管理模块发送 MAC保活消息； 全局聚合端口 MAC 地址管理模块将接收到的 MAC保活消息发送给所有子系统以保活该 MAC 地址。 本发明所提供的聚合端口的 MAC地址保活装置， 如图 2所示， 该装置 包括：全局聚合端口 MAC地址管理模块和 MAC保活消息收发模块；其中， 全局聚合端口 MAC地址管理模块， 位于网络设备的中央处理模块中， 用于在 MAC地址老化周期内， 接收子系统发送的 MAC保活消息， 并将该 MAC保活消息发送给所有子系统。
MAC保活消息收发模块， 位于子系统中， 用于在 MAC地址老化周期 内， 向全局聚合端口 MAC地址管理模块发送 MAC保活消息， 以及接收全 局聚合端口 MAC地址管理模块发送的 MAC保活消息。
该装置还包括： 位于网络设备的中央处理模块中的子系统同步模块和 MAC表管理模块； 其中，
子系统同步模块，用于将一个子系统学习到的聚合端口的 MAC地址同 步到其他子系统上；
MAC表管理模块， 用于保活或老化聚合端口的 MAC地址。
基于上述装置， 本发明还提供了一种聚合端口的 MAC地址保活方法， 如图 3所示， 该方法包括以下步骤：
步骤 301 : 启动全局聚合端口 MAC地址管理模块；
步骤 302: 是否有子系统学习到聚合端口的 MAC地址， 如果有子系统 学习到聚合端口的 MAC地址， 则执行步骤 303; 否则， 继续执行步骤 302; 本步骤中， 通过手动配置实端口和虚端口以组成聚合端口， 由于在实 端口上学习到的 MAC地址会自动学习到虚端口上，所以可以判断出是否学 习到聚合端口的 MAC地址， 其中该过程为现有技术。
步骤 303: 将该 MAC地址同步到所有子系统上；
本步骤中，通过中央处理模块的子系统同步模块将该 MAC地址同步到 其他子系统上 ,该 MAC地址对应的端口为该聚合端口。此步骤为现有技术 , 在此不做详细描述。 步骤 304: 子系统判断是否在 MAC地址老化周期内收到报文， 如果收 到报文， 执行步骤 305; 否则执行步骤 308;
本步骤中， 子系统在 MAC地址老化周期内收到的报文中包含源 MAC 地址， 用于保活该 MAC地址。
步骤 305: 收到报文的子系统向全局聚合端口 MAC地址管理模块发送 MAC保活消息；
本步骤中， 全局聚合端口 MAC地址管理模块收到的 MAC保活消息中 包含： 源 MAC地址和子系统的名称。
步骤 306: 全局聚合端口 MAC地址管理模块将接收到的 MAC保活消 息发送给所有子系统；
步骤 307: 保活所有子系统中该 MAC地址， 返回步骤 304;
本步骤中， 可以通过中央处理模块中的 MAC表管理模块实现 MAC地 址的保活， 其中， 该方法为现有技术， 在此不做详细描述。
步骤 308: 未收到报文的子系统老化该 MAC地址， 返回步骤 302。 本步骤中， 可以通过 MAC表管理模块实现 MAC地址的老化， 从而实 现所有子系统中该 MAC地址的老化， 其中， 该方法为现有技术， 在此不做 详细描述。
本发明中， MAC地址的保活是由全局聚合端口 MAC地址管理模块向 所有子系统发送 MAC保活消息， 以实现所有子系统的 MAC地址保活； 而 MAC地址的老化是未在 MAC地址老化周期内收到报文的子系统实现的对 本子系统 MAC地址的老化， 原则上各子系统实现的 MAC地址的老化周期 相同。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保 护范围， 凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进 等， 均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书
1、 一种聚合端口的介质访问控制 MAC地址保活装置， 其特征在于， 该装置包括:全局聚合端口 MAC地址管理模块和 MAC保活消息收发模块； 其中，
所述全局聚合端口 MAC地址管理模块，用于在 MAC地址老化周期内 , 接收子系统发送的 MAC保活消息， 并将该 MAC保活消息发送给所有子系 统；
所述 MAC保活消息收发模块， 位于子系统中， 用于在 MAC地址老化 周期内， 向全局聚合端口 MAC地址管理模块发送 MAC保活消息， 以及接 收全局聚合端口 MAC地址管理模块发送的 MAC保活消息。
2、根据权利要求 1所述的装置， 所述 MAC保活消息中包含： 源 MAC 地址和子系统的名称。
3、 根据权利要求 1或 2所述的装置， 该装置还包括： 子系统同步模块 和 MAC表管理模块； 其中，
所述子系统同步模块，用于将一个子系统学习到的聚合端口的 MAC地 址同步到其他子系统上；
所述 MAC表管理模块， 用于保活或老化聚合端口的 MAC地址。
4、 一种聚合端口的 MAC地址保活方法， 其特征在于， 该方法包括： 在 MAC地址老化周期内， 收到 文的子系统向全局聚合端口 MAC地 址管理模块发送 MAC保活消息；
全局聚合端口 MAC地址管理模块将接收到的 MAC保活消息发送给所 有子系统。
5、 根据权利要求 4所述的方法， 其特征在于， 在所述子系统收到报文 之前， 该方法还包括： 在有一个子系统学习到聚合端口的 MAC地址之后， 将该 MAC地址同步到所有子系统上。
6、 根据权利要求 4或 5所述的方法， 其特征在于， 所述 MAC保活消 息发送给所有子系统后， 该方法还包括： 保活所有子系统中该 MAC地址。
7、根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，如果子系统没有在 MAC 地址老化周期内收到报文， 该方法进一步包括： 未收到报文的子系统老化 该 MAC地址。
8、 根据权利要求 4或 5所述的方法， 其特征在于， 所述 MAC保活消 息中包含： 源 MAC地址和子系统的名称。
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