WO2012142750A1 - 一种地址解析的方法，装置和系统 - Google Patents

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WO2012142750A1
WO2012142750A1 PCT/CN2011/073028 CN2011073028W WO2012142750A1 WO 2012142750 A1 WO2012142750 A1 WO 2012142750A1 CN 2011073028 W CN2011073028 W CN 2011073028W WO 2012142750 A1 WO2012142750 A1 WO 2012142750A1
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address
correspondence information
mac
terminal
address correspondence
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PCT/CN2011/073028
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张作富
董峰
孙浩
陈艳军
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华为技术有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/74—Address processing for routing
    • H04L45/745—Address table lookup; Address filtering
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/54—Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56—Packet switching systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/66—Layer 2 routing, e.g. in Ethernet based MAN's
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L61/00—Network arrangements, protocols or services for addressing or naming
    • H04L61/09—Mapping addresses
    • H04L61/10—Mapping addresses of different types
    • H04L61/103—Mapping addresses of different types across network layers, e.g. resolution of network layer into physical layer addresses or address resolution protocol [ARP]

Definitions

  • the present invention relates to the field of network communications, and in particular, to a method, apparatus, and system for address resolution. Background technique
  • each server can virtualize multiple virtual machines (VMs).
  • IP Internet Protocol
  • each host is assigned a 32-bit IP address, which is a logical address that identifies the host in the Internet range.
  • MAC Media Access Control
  • To transmit on the network you must know the physical address of the host of the other party, MAC (Media Access Control) address, which requires a set of services at the network layer to translate the IP address to the corresponding physical address;
  • IPv4 Internet Protocol version 4 IPv4
  • the set of protocols is the ARP (Address Resolution Protocol).
  • Each VM in the data center network sends an ARP packet to broadcast its own address information or request address information of other hosts in the Layer 2 network.
  • Each switch automatically learns the MAC address after receiving the ARP packet sent by the VM.
  • the leaf switch learns the MAC addresses of all the VMs in the subnet, and forms a large-format MAC table, which has reached a million-level, which causes the network equipment to be overloaded and insufficiently processed, thereby limiting the network scale.
  • the embodiments of the present invention provide a method, a device, and a system for address resolution, in which the ARP broadcast packet occupies a large bandwidth in the prior art, and the MAC table size in the data center network is too large. High equipment load, insufficient processing capacity, and limited network size.
  • an embodiment of the present invention provides a method for address resolution, including:
  • the address correspondence table includes address correspondence information, where the address correspondence information includes an IP address of the terminal, a MAC address of the terminal, and a terminal connection.
  • the address correspondence information includes an IP address of the terminal, a MAC address of the terminal, and a terminal connection.
  • An embodiment of the present invention provides an apparatus for address resolution, where the apparatus includes: a receiving module, configured to receive an address request message from a first terminal, where the address request message includes a device identifier of the first network device;
  • a query module configured to query an address correspondence table according to the target IP address in the address request packet, where the address correspondence table includes address correspondence information, where the address correspondence information includes an IP address of the terminal, and the terminal Correspondence between the MAC address and the device identifier of the network device to which the terminal is connected;
  • a sending module configured to: when one of the target IP address and the address correspondence table When the IP addresses in the existing address correspondence information are the same, the existing address correspondence information is sent to the first network device, so that the first network device updates the MAC table, and the existing address is The network device corresponding to the device identifier in the correspondence information sends the MAC address of the first terminal and the device identifier of the first network device, so that the network device corresponding to the device identifier in the existing address correspondence information updates the MAC table.
  • An embodiment of the present invention provides a system for address resolution, where the system includes a first terminal, a first network device, and an address resolution server, where:
  • the address resolution server is configured to receive an address request message from the first terminal, where the address request message includes a device identifier of the first network device, and query according to the target IP address in the address request message.
  • An address correspondence table where the address correspondence table includes address correspondence information, where the address correspondence information includes an IP address of the terminal, a MAC address of the terminal, and a device identifier of the network device to which the terminal is connected; And sending the existing address correspondence information to the first network device, so that the first network device updates the MAC, when the IP address in the existing address correspondence information in the address correspondence table is the same.
  • the network device corresponding to the device identifier updates the MAC table.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention can reduce network bandwidth occupation and MAC table specifications in the data center network, reduce the load of the network device, and improve the processing capability of the network device, so that a large-scale network, that is, a large Layer 2 network, is deployed. It is possible; it can also solve the real-time relocation problem of VM.
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for address resolution according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram of information interaction of address resolution according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic diagram of another information interaction of address resolution according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an address provided by an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a block diagram of an apparatus for address resolution according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a system for address resolution according to an embodiment of the present invention. detailed description
  • An embodiment of the present invention provides a method for address resolution, including: receiving an address request message from a first terminal, where the address request message includes a device identifier of a first network device; and requesting a message according to the address
  • the target IP address query address correspondence table includes address correspondence information, where the address correspondence information includes an IP address of the terminal, a MAC address of the terminal, and a device identifier of the network device to which the terminal is connected Corresponding relationship; when the destination IP address is the same as the IP address in the existing address correspondence information in the address correspondence table, the existing address correspondence information is sent to the first network device, And the first network device is configured to update the MAC address, and send, to the network device corresponding to the device identifier in the existing address correspondence information, the MAC address of the first terminal and the device identifier of the first network device, to And the network device corresponding to the device identifier in the existing address correspondence information is updated with the MAC table.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention can reduce the network bandwidth occupation and the MAC table specification in the data center network, reduce the load of the network device, and improve the processing capability of the network device, so that a large-scale network, that is, a large Layer 2 network, is deployed. It is possible; it can also solve the real-time relocation problem of VM.
  • TRILL Transparent Interconnect of Lots of Links
  • Routing Bridges or RBridges, B routing bridge devices
  • TRILL operates at the data link layer, and uses link state routing technology at the data link layer without interfering with the operation of the upper layer router.
  • the RB runs the Intermediate System to Intermediate System (IS-IS) protocol and broadcasts the connection information to all RBs. Therefore each RB can know all other RBs and the connection relationship between them.
  • IS-IS Intermediate System to Intermediate System
  • the header of the TRILl message is as follows:
  • the first RB device RB that receives the message is the entry B, which is responsible for TRILL encapsulation.
  • the ingress RB finds the last RB on the forwarding path according to the destination MAC address, and is called an egress RB.
  • the ingress RB uses the nickname of the egress RB as the egress bridge Nickname and places its nickname as the ingress bridge Nickname in the TRILL header.
  • Nicknames (nicknames) is a dynamically specified 16-bit number, and a dynamic nickname acquisition protocol runs between all RBs.
  • the intermediate RB receives the packet according to the egress RB to determine the second-layer address of the next hop RB and uses it as the destination address of the external Layer 2 packet header, and uses its own Layer 2 address as the packet.
  • the source address of the external Layer 2 " ⁇ header. Although the external Layer 2" header will change every hop, the contents of the original message will not change.
  • Shortest Path Bridging provides similar functionality to TRILL, using IS-IS-based link-state routing technology to spread and advertise topology and logical network membership, providing logic over traditional Ethernet architectures.
  • Ethernet applies a MAC-in-MAC encapsulation method to encapsulate a user Ethernet frame into a carrier Ethernet frame.
  • the edge bridge is the interface between the user network and the carrier network, similar to the RB device in TRILL. When the Ethernet packet reaches the edge bridge from the user equipment, the edge bridge encapsulates the user Ethernet frame with the MAC-in-MAC frame header and inserts the backbone destination MAC address of the edge bridge corresponding to the destination address.
  • Example 1
  • FIG. 1 is a flowchart of a method for address resolution according to an embodiment of the present invention. The specific steps are as follows:
  • S101 Receive an address request from a first terminal, where the address request includes a device identifier of the first network device;
  • the ARP protocol consists of a group of packets: free ARP packets, ARP request packets, ARP response messages, ARP (everse address Resolution Protocol), and four RARP responses.
  • the host sends different ARP packets to learn the address information.
  • the address request packet includes an ARP request packet
  • the sender IP address is the IP address of the first terminal that sends the packet
  • the sender MAC address is the MAC address of the first terminal that sends the packet.
  • the destination IP address is the IP address of the destination terminal
  • the destination MAC address is the broadcast address.
  • the address request includes a Neighbor Solicitation (NS) message.
  • the target IP address query address correspondence table in the address includes address correspondence information, where the address correspondence information includes the IP address of the terminal, and the MAC of the terminal Correspondence between the address and the device identifier of the network device connected to the terminal;
  • the MAC table includes a correspondence between a MAC address of the terminal and a device identifier of the network device to which the terminal is connected.
  • the terminal corresponding to the IP address and the MAC address in the existing address correspondence information is forwarded to the terminal corresponding to the IP address and the MAC address in the existing address correspondence information.
  • the method further includes: receiving an address notification from the first terminal, where the address notification includes the device identifier of the first network device; Obtaining, by the address advertisement packet, the first address correspondence information, where the first address correspondence information includes an IP address of the first terminal, and the first terminal
  • the address advertisement message includes a free ARP packet, an ARP response packet, or an ARP reply message.
  • the address advertisement includes an unsolicited NA (Neighbor Advertisement) message.
  • the IP address of the correspondence information of the IP address in the first address correspondence information and the address correspondence relationship in the address correspondence table is not At the same time, the address correspondence information is added to the address correspondence information table;
  • the IP address and the MAC address in the first address correspondence information are the same as the IP address and the MAC address in the existing address correspondence information in the address correspondence table, and the first address correspondence information is
  • the existing address correspondence information is updated by using the first address correspondence information, and the first address correspondence is sent to other network devices. Information to cause the other network device to update the MAC table.
  • the MAC table includes a correspondence between a MAC address of the terminal and a device identifier of the network device to which the terminal is connected.
  • the device identifier is carried in the encapsulation information of the address advertisement packet or the address request packet.
  • the device identifier may be a nickname Nickname, an IS-IS identifier, a MAC address, or a device number.
  • FIG. 2 it is a schematic diagram of information interaction for performing address resolution in IPv4 according to an embodiment of the present invention.
  • VM21 accesses the network from edge switch 2 and performs online registration: First, VM21 sends a gratuitous ARP packet, the sender address is the IP address of VM21, the sender MAC address is the MAC address of VM21, and the destination IP address is VM21. IP address, the destination MAC address is the broadcast address;
  • the edge switch 2 After receiving the gratuitous ARP packet, the edge switch 2 updates the local ARP table: the corresponding relationship between the IP address and the MAC address of the VM 21 is stored in the local ARP table, and the local MAC table is updated: The MAC address of the VM 21 is connected to the edge switch 2 The correspondence between the port identifier of the VM21 (for example, the port number of the port port1) is written in the local MAC table;
  • the edge switch 2 adds a TRILL packet header to the outer layer of the gratuitous ARP packet, where the ingress RB is called the Nickname of the edge switch 2, and the egress RB is called the Nickname of the address resolution server.
  • the TRILL encapsulation is performed, and the free ARP packet encapsulated in the TRILL is forwarded to the address resolution server.
  • the address resolution server After receiving the free ARP packet encapsulated by the TRILL, the address resolution server performs decapsulation, and obtains the address correspondence information of the VM21, including the IP address of the VM21, the MAC address of the VM21, and the Nickname of the edge switch 2.
  • the address resolution server searches the address correspondence table of the IP address in the address correspondence information of the VM 21, and the IP address of the correspondence information of any one of the IP address and the address correspondence table of the VM 21 is not at the same time, and the address resolution is performed.
  • the server adds the address correspondence information of the VM 21 in the address correspondence table.
  • VM21 has migrated from edge switch 2 to edge switch 1
  • the VM21 sends an ARP Reply message or an RARP Reply message to the network update registration, as shown in the figure:
  • the VM 21 sends an RARP response message or an ARP response message, and the sender IP address and the destination IP address of the RARP response message or the AP response message are both the IP address of the VM21 after migration, and the sender MAC address and the destination MAC address are both Is the MAC address after VM21 migration;
  • the edge switch 1 After receiving the ARP reply message or the ARP reply message, the edge switch 1 updates the local AP table and updates the local MAC address table. Then, the edge switch 1 adds a TRILL packet header to the outer layer of the ARP response packet or the ARP response packet.
  • the routing bridge is called the Nickname of the edge switch 1
  • the egress routing bridge is called the Nickname of the address resolution server.
  • the RARP response packet or the ARP reply packet is TRILL encapsulated, and the address resolution server receives the TRILL encapsulation. After the RARP response message or the ARP response message is decapsulated, the address correspondence information of the VM 21 is obtained, including the IP address of the VM 21, the MAC address of the VM 21, and the Nickname of the edge switch 1;
  • the address resolution server searches the address correspondence table according to the address correspondence information of the VM 21, and the existing address correspondence information of the VM21 having the same IP address and MAC address but different device identifiers exists in the address correspondence table. (The IP address of the VM21, the MAC address of the VM21, the Nickname of the edge switch 2, etc.), the address resolution server updates the existing address correspondence information with the address correspondence information of the VM 21; Finally, the address resolution server goes to the other layer in the Layer 2 network.
  • the edge switch sends the address correspondence information of the VM21 (the IP address of the VM21, the MAC address of the VM21, the Nickname of the edge switch 1, etc.), so that other edge switches that store the VM21 information update their MAC entries: Address and Nickname of Edge Switch 1
  • the correspondence is written to the MAC table.
  • the device identifier may also be carried in the payload of the address announcement or the address request.
  • FIG. 3 it is another schematic diagram of information interaction for performing address resolution in IPv4 according to an embodiment of the present invention.
  • the address resolution server is connected to the network through the edge switch 4, and the VM 21 accesses the network from the edge switch 2 to perform online registration:
  • VM21 sends a gratuitous ARP packet.
  • the edge switch 2 After receiving the free ARP packet, the edge switch 2 updates the local ARP table and the local MAC table.
  • the edge switch 2 adds its own network identifier MAC2 to the payload of the gratuitous ARP packet, performs MAC-in-MAC encapsulation on the gratuitous ARP packet, and adds the payload of the MAC-in-MAC encapsulation.
  • the gratuitous ARP packet of the MAC address is forwarded to the edge switch 4 where the address resolution server is located.
  • the edge switch 4 After receiving the gratuitous ARP packet of the MAC2 in the payload of the MAC-in-MAC, the edge switch 4 decapsulates the packet and forwards it to the address resolution server.
  • the address resolution server receives the free MAC2 from the payload.
  • the address correspondence information of the VM 21 is obtained, including the IP address of the VM 21, the MAC address of the VM 21, and the network identifier MAC2 of the edge switch 2;
  • the address resolution server searches the address correspondence table of the IP address in the address correspondence information of the VM 21, and the IP address of the correspondence information of any one of the IP address and the address correspondence table of the VM 21 is not at the same time, and the address resolution is performed.
  • the server adds the address correspondence information of the VM 21 in the address correspondence table. Assume that VM21 has migrated from edge switch 2 to edge switch 1. VM21 sends an ARP reply or RARP reply message to the network update registration, as shown in the figure:
  • VM21 sends an ARP reply or an ARP reply.
  • the edge switch 1 After receiving the RARP reply or ARP reply, the edge switch 1 updates the local ARP table and updates the local MAC table.
  • the edge switch 1 adds its own network identifier MAC1 in the payload of the RARP response message or the ARP reply message, and performs MAC-in-MAC encapsulation on the RARP response message or the AP response message, and then the MAC address.
  • the -in-MAC encapsulated payload is added with the MACRP RARP reply packet or the ARP reply 4 message to the edge switch 4 where the address resolution server is located;
  • the edge switch 4 After receiving the ARP reply message or the ARP reply message of the MAC1 in the payload of the MAC-in-MAC encapsulation, the edge switch 4 decapsulates the packet and forwards it to the address resolution server.
  • the address resolution server After receiving the RARP reply packet or the ARP reply packet of the MAC1 in the payload, the address resolution server obtains the address correspondence information of the VM 21, including the IP address of the VM 21, the MAC address of the VM 21, and the network identifier MAC1 of the edge switch 1;
  • the address resolution server searches the address correspondence table according to the address correspondence information of the VM 21, and the existing address correspondence information of the VM21 having the same IP address and MAC address but different device identifiers exists in the address correspondence table. (The IP address of the VM21, the MAC address of the VM21, the network identifier MAC2 of the edge switch 2, etc.), the address resolution server updates the relationship of the existing address with the address correspondence information of the VM21.
  • the address resolution server broadcasts to all edge switches in the Layer 2 network.
  • VM21 address correspondence information IP address of VM21, MAC address of VM21, network identifier MAC1 of edge switch 1, etc.
  • MAC address of VM21 The correspondence of the network identifier MAC1 of the edge switch 1 is written in the MAC table.
  • FIG. 4 it is a schematic diagram of information interaction for performing address resolution in inter-terminal communication in IPv4 according to an embodiment of the present invention.
  • VM32 requests to communicate with VM21, and needs to obtain VM21's MAC address according to VM21's IP address:
  • the VM32 sends an ARP request packet, where the sender IP address and MAC address of the ARP request packet are the IP address and MAC address of the VM32, the destination IP address is the IP address of the VM21, and the destination MAC address is the broadcast address.
  • the edge switch 3 After receiving the ARP request, the edge switch 3 queries the local ARP according to the destination IP address (the IP address of the VM 21). When there is no matching entry, the edge switch 3 adds the TRILL file to the outer layer of the ARP request.
  • the entry routing bridge In the header, the entry routing bridge is called the Nickname of the edge switch 3, and the egress routing bridge is called the Nickname of the address resolution server.
  • the ARP request packet is TRILL-encapsulated, and the ARP request packet encapsulated by the TRILL is forwarded to the address resolution. Server
  • the address resolution server After receiving the ARP request packet encapsulated by the TRILL, the address resolution server performs decapsulation to query the address correspondence table according to the target IP address (the IP address of the VM 21) in the ARP request file.
  • the address resolution server sends the existing address correspondence information (the IP address of the VM 21, the MAC address of the VM 21, the Nickname of the edge switch 2, etc.) to the edge switch 3 to update the edge switch 3.
  • the MAC table is configured to write the correspondence between the MAC address of the VM 21 and the Nickname of the edge switch 2 to the MAC table.
  • the address resolution server sends the network device corresponding to the device identifier in the existing address correspondence information, that is, the edge switch 2, The MAC address of the VM32 and the Nickname of the edge switch 3, so that the edge switch 2 updates the MAC table: Write the correspondence between the MAC address of the VM32 and the Nickname of the edge switch 3 into the MAC table;
  • the address resolution server adds a TRILL packet header to the outer layer of the ARP request packet, and the ingress routing bridge is called the Nickname of the address resolution server, and the egress routing bridge is called the Nickname of the edge switch 2, and the ARP request packet is sent. TRILL encapsulated and sent to the edge switch 2;
  • the edge switch 2 After receiving the ARP request packet encapsulated in the TRILL, the edge switch 2 decapsulates the packet and forwards it to the VM 21. After receiving the ARP request packet, the VM 21 returns an AP response message to the VM32, and the VM32 establishes a connection with the VM 21 for subsequent communication.
  • the ARP broadcast packet is uniformly processed by the address resolution server, and is not broadcasted in the network, thereby reducing the occupation of the network bandwidth, and the network device and the terminal only save the local and remote communication terminals. Address correspondence information can reduce the MAC table specifications in the data center network, reduce the load on the network devices, and improve the processing capacity of the network devices.
  • FIG. 5 is a block diagram of an address resolution apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the apparatus includes a receiving module 201, a query module 202, and a sending module 203. among them:
  • the receiving module 201 is configured to receive an address request message from the first terminal, where the address request message includes a device identifier of the first network device;
  • the querying module 202 is configured to query an address correspondence table according to the target IP address in the address request packet, where the address correspondence table includes address correspondence information, where the address correspondence information includes an IP address of the terminal. Corresponding relationship between the MAC address of the terminal and the device identifier of the network device to which the terminal is connected;
  • the sending module 203 is configured to send the existing address to the first network device when the IP address in the information of the existing address in the address mapping table is the same as the IP address in the existing address mapping table.
  • the first network device updates the MAC address, and sends the MAC address of the first terminal and the first network device to the network device corresponding to the device identifier in the existing address correspondence information.
  • the device identifier is configured to update the MAC table of the network device corresponding to the device identifier in the existing address correspondence information.
  • the address resolution device may be implemented in a centralized manner or in a distributed cooperative manner; the address resolution device is implemented by a processor or a hardware device.
  • the address request packet includes an ARP request packet
  • the sender IP address is the IP address of the first terminal that sends the packet
  • the sender MAC address is the MAC address of the first terminal that sends the packet.
  • the IP address is the IP address of the destination terminal
  • the destination MAC address is the broadcast address.
  • the address request includes the neighbor request message.
  • the sending module 203 is further configured to use the IP address in the existing address correspondence information.
  • the terminal corresponding to the MAC address forwards the address request message.
  • the receiving module 201 is further configured to receive an address advertisement message from the first terminal, where the address notification message includes the first network device Equipment Identity;
  • the address resolution device further includes:
  • the obtaining module 204 is configured to obtain the first address correspondence information according to the address advertisement message, where the first address correspondence information includes an IP address of the first terminal, a MAC address of the first terminal, and the Corresponding relationship of the device identifiers of the first network device; the updating module 205, configured to update the address correspondence table according to the first address correspondence information.
  • the address advertisement message includes a gratuitous ARP packet, an ARP reply packet, or an ARP reply message.
  • the address advertisement includes an unsolicited NA message.
  • the first network device may be an ARB, an edge bridge or an edge switch, or the like.
  • the device identifier may be a Nickname, an IS-IS identifier, a MAC address, or a device number.
  • the device identifier may also be carried in the payload of the address advertisement or the address request.
  • the device identifier is carried in the encapsulation information of the address request packet or the address advertisement packet;
  • the address resolution device further includes:
  • the decapsulation module 206 is configured to perform MAC-in-MAC decapsulation or TRILL decapsulation on the address request message or the address advertisement message.
  • the update module 205 is in the same place. Adding the first address correspondence information to the address correspondence information table;
  • the IP address and the MAC address in the first address correspondence information are the same as the IP address and the MAC address in the existing address correspondence information in the address correspondence table, and the first address correspondence information is
  • the update module 205 updates the existing address correspondence information by using the first address correspondence information
  • the sending module 203 sends the information to other networks.
  • the device sends the first address correspondence information to enable the other network device to update the MAC table.
  • the MAC table includes a correspondence between a MAC address of the terminal and a device identifier of the network device to which the terminal is connected.
  • VM11 accesses the network from the edge switch 1 and performs online registration.
  • VM11 sends a gratuitous ARP packet
  • the sender address is the IP address of VM11
  • the sender MAC address is the MAC address of VM11
  • the destination IP address is the broadcast address.
  • the edge switch 1 updates the local ARP table and the local MAC address table, and then the edge switch 1 adds the TRILL to the outer layer of the gratuitous ARP packet.
  • the packet header where the ingress RB is called the Nickname of the edge switch 1, and the egress RB is called the Nickname of the address resolution server.
  • the free ARP packet is TRILL-encapsulated, and the free ARP packet encapsulated in the TRILL packet is forwarded.
  • the address resolution device includes: the receiving module 201 receives the free ARP packet encapsulated by the TRILL, and is decapsulated by the decapsulation module 206, and the obtaining module 204 obtains the address correspondence relationship information of the VM 11 including the VM 11 The IP address, the MAC address of the VM 11, the Nickname of the edge switch 1, and the like; the query module 202 queries according to the IP address in the address correspondence information of the VM11. Address correspondence table, when the IP address corresponding to the address of the VM 11 of any one of the address correspondence information table is not the same time the IP address, the updating module 205 to the address correspondence information added VM11 address correspondence table Medium.
  • the first terminal When the first terminal requests to communicate with the target terminal, the first terminal first sends an address request message to obtain a MAC address of the target terminal.
  • the virtual host VM32 requests to communicate with the VM 21, and the VM 32 needs to obtain the address correspondence information of the VM 21 according to the IP address of the VM 21:
  • the VM32 sends an ARP request packet, where the sender IP address and MAC address of the ARP request packet are the IP address and MAC address of the VM32, the destination IP address is the IP address of the VM21, and the destination MAC address is the broadcast address.
  • the edge switch 3 After receiving the ARP request packet, the edge switch 3 queries the local ARP according to the destination IP address (the IP address of the VM 21). When there is no matching entry, the edge switch 3 adds the TRIG1 message to the outer layer of the ARP request.
  • the entry routing bridge In the header, the entry routing bridge is called the Nickname of the edge switch 3, and the egress routing bridge is called the Nickname of the address resolution server.
  • the ARP request packet is TRILL-encapsulated, and the ARP request packet encapsulated by the TRILL is forwarded to the Address resolution device;
  • the receiving module 201 receives the ARP request packet encapsulated by the TRILL, and is decapsulated by the decapsulation module 206, and the query module 202 queries the address according to the target IP address (the IP address of the VM21) of the ARP request packet.
  • the sending relationship module 203 sends the existing address correspondence relationship information to the edge switch 3, when the IP address in the existing address corresponding information in the mapping table of the target IP address and the local address is the same.
  • edge switch 3 updates the MAC table: Write the correspondence between the MAC address of VM21 and the Nickname of edge switch 2 into the MAC table;
  • the sending module 203 sends the MAC address of the VM32 and the Nickname of the edge switch 3 to the network device corresponding to the device identifier in the existing address correspondence information, that is, the edge switch 2, so that the edge switch 2 is updated.
  • MAC table Write the correspondence between the MAC address of the VM32 and the Nickname of the edge switch 3 to the MAC table;
  • the address resolution device adds a TRILL packet header to the outer layer of the ARP request packet, and the ingress routing bridge is called the Nickname of the address resolution server, and the egress routing bridge is called the Nickname of the edge switch 2, and the ARP request packet is sent to the ARP request packet.
  • TRILL encapsulation sent by the sending module 203 to the edge switch 2;
  • the edge switch 2 After receiving the ARP request packet encapsulated in the TRILL, the edge switch 2 performs decapsulation and forwards the packet to the VM21. After receiving the ARP request packet, the VM21 replies to the VM32 with an APP response message, and the VM32 establishes a connection with the VM21 for subsequent communication.
  • the ARP broadcast packet is uniformly processed by the address resolution device, and is not broadcasted in the network, thereby reducing the occupation of the network bandwidth.
  • the network device and the terminal only save the local and remote communication terminals.
  • Address correspondence information can reduce the MAC table specifications in the data center network, reduce the load on the network devices, and improve the processing capacity of the network devices. This makes it possible to deploy a very large-scale network, that is, a large Layer 2 network. Real-time relocation issues.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of an address resolution system according to an embodiment of the present invention.
  • the system includes a first terminal 301, a first network device 302, and an address resolution server 303, where: the address resolution server 303 is configured to receive from the address resolution server 303.
  • An address request message of the first terminal 301 where the address request message includes a device identifier of the first network device 302, and a destination IP address query address correspondence table according to the address request message, the address The correspondence relationship table includes address correspondence information, where the address correspondence information includes an IP address of the terminal, a MAC address of the terminal, and a device identifier of the network device to which the terminal is connected; Sending the existing address correspondence information to the first network device 302, so that the first IP address is the same as the IP address in the existing address correspondence information in the address mapping table.
  • the network device 302 updates the MAC table, and sends the MAC address of the first terminal 301 and the device identifier of the first network device 302 to the network device corresponding to the device identifier in the existing address correspondence information, so that the The network device update MAC table corresponding to the device identifier in the existing address correspondence information.
  • the network side MAC address learning function of the network device 302 is in a closed state.
  • the device identifier is carried in the encapsulation information of the address advertisement packet or the address request packet.
  • the device identifier may also be carried in the payload of the address advertisement message or the address request message.
  • the device identifier may be a nickname Nickname, an IS-IS identifier, a MAC address, or a device number.
  • the MAC table includes a correspondence between a MAC address of the terminal and a device identifier of the network device to which the terminal is connected.
  • the address resolution server 303 is further configured to: when the IP address in the information of the existing address in the address correspondence table in the address request is the same as the IP address in the existing address correspondence relationship table, the existing address is The terminal corresponding to the IP address and the MAC address in the correspondence information forwards the address request message.
  • the address resolution server 303 is further configured to receive an address advertisement message from the first terminal, where the address advertisement message includes a device identifier of the first network device, and obtain the first An address corresponding relationship information, where the first address correspondence information includes a correspondence between an IP address of the first terminal, a MAC address of the first terminal, and a device identifier of the first network device; Update the first address correspondence information The address correspondence table.
  • the technical solution provided by the embodiment of the present invention can reduce the data center network.
  • the MAC table specification reduces the load on the network device and improves the processing capacity of the network device, thereby reducing the delay in the transmission process of the ⁇ 3 ⁇ 4 text, making it possible to deploy a very large-scale network, that is, a large Layer 2 network; Live migration issue.
  • the sub-steps may be performed by a program to instruct related hardware, and the program may be stored in a computer readable storage medium, which may be a ROM/RAM, a magnetic disk or an optical disk.

Description

说 明 书
一种地址解析的方法， 装置和系统 技术领域
本发明涉及网络通信领域， 尤其涉及一种地址解析的方法， 装置和 系统。 背景技术
数据中心网络中拥有大量服务器， 每台服务器又可以虚拟出多台虚 拟主机 ( Virtual Machine , VM ) 。 在 IP ( Internet Protocol, 网际十办议） 网络环境下， 每个主机都分配了一个 32位的 IP地址， IP地址是在网际范 围标识主机的一种逻辑地址， 为了让 ^^艮文在物理网络上传送， 必须知道 对方目的主机的物理地址， MAC ( Media Access Control,媒体访问控制 ) 地址， 这就需要在网络层有一组服务将 IP地址转换为相应物理地址； 在 网际协议第四版 IPv4中，这组协议就是 ARP( Address Resolution Protocol, 地址解析协议 )。 数据中心网络中每个 VM会发送 ARP^艮文在二层网络 内广播自己的地址信息或请求其他主机的地址信息， 每个交换机在收到 VM发送的 ARP报文后都会自动学习 MAC地址， 这样叶交换机会学习到 子网内所有 VM的 MAC地址，形成大规格的 MAC表，一般已达到百万级， 导致网络设备的负荷过高、 处理能力不足， 从而限制了网络的规模。 发明内容 本发明实施例提供了一种地址解析的方法， 装置和系统， 以解决现 有技术中 ARP广播报文占用带宽多， 数据中心网络中 MAC表规格过大， 设备负荷高、 处理能力不足， 网络规模受限的问题。
为解决上述技术问题， 本发明实施例提供了一种地址解析的方法， 包括：
接收来自第一终端的地址请求报文， 所述地址请求报文中包含第一 网络设备的设备标识；
根据所述地址请求报文中的目标 IP地址查询地址对应关系表， 所 述地址对应关系表中包含地址对应关系信息， 所述地址对应关系信息包 括终端的 IP地址，终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标识 的对应关系；
当所述目标 IP地址与所述地址对应关系表中的一条已有地址对应 关系信息中的 IP地址相同时， 向所述第一网络设备发送所述已有地址 对应关系信息， 以使所述第一网络设备更新 MAC表，
并向所述已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备发送 所述第一终端的 MAC地址和所述第一网络设备的设备标识， 以使所述 已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备更新 MAC表。 本发明实施例提供了一种地址解析的装置， 所述装置包括： 接收模块， 用于接收来自第一终端的地址请求报文， 所述地址请求 报文中包含第一网络设备的设备标识；
查询模块， 用于根据所述地址请求报文中的目标 IP地址查询地址 对应关系表， 所述地址对应关系表中包含地址对应关系信息， 所述地址 对应关系信息包括终端的 IP地址，终端的 MAC地址和终端连接的网络 设备的设备标识的对应关系；
发送模块， 用于当所述目标 IP地址与所述地址对应关系表中的一 条已有地址对应关系信息中的 IP地址相同时， 向所述第一网络设备发 送所述已有地址对应关系信息， 以使所述第一网络设备更新 MAC表， 并向所述已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备发送所述 第一终端的 MAC地址和所述第一网络设备的设备标识， 以使所述已有 地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备更新 MAC表。 本发明实施例提供了一种地址解析的系统， 所述系统包括第一终 端， 第一网络设备和地址解析服务器， 其中：
所述地址解析服务器， 用于接收来自所述第一终端的地址请求报 文， 所述地址请求报文中包含第一网络设备的设备标识； 根据所述地址 请求报文中的目标 IP地址查询地址对应关系表， 所述地址对应关系表 中包含地址对应关系信息， 所述地址对应关系信息包括终端的 IP地址， 终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标识； 当所述目标 IP地 址与所述地址对应关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP地址 相同时， 向所述第一网络设备发送所述已有地址对应关系信息， 以使所 述第一网络设备更新 MAC表， 并向所述已有地址对应关系信息中设备 标识对应的网络设备发送所述第一终端的 MAC地址和所述第一网络设 备的设备标识， 以使所述已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络 设备更新 MAC表。
采用本发明实施例提供的技术方案， 可以降低网络带宽占用和数据 中心网络中的 MAC表规格，减轻网络设备的负荷、提高网络设备的处理 能力， 使得部署超大规模的网络， 即大二层网络成为可能； 同时还可以 解决 VM的实时搬迁问题。 附图说明 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性的前提下，还可以根据这 些附图获得其他的附图。
图 1是本发明实施例提供的一种地址解析的方法流程图；
图 2是本发明实施例提供的一种地址解析的信息交互示意图； 图 3是本发明实施例提供的一种地址解析的另一信息交互示意图； 图 4是本发明实施例提供的一种地址解析的又一信息交互示意图； 图 5是本发明实施例提供的一种地址解析的装置框图；
图 6是本发明实施例提供的一种地址解析的系统示意图。 具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方 案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅是本发明的一部 分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种地址解析的方法， 包括： 接收来自第一终 端的地址请求报文， 所述地址请求报文中包含第一网络设备的设备标 识； 根据所述地址请求报文中的目标 IP地址查询地址对应关系表， 所 述地址对应关系表中包含地址对应关系信息， 所述地址对应关系信息包 括终端的 IP地址，终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标识 的对应关系； 当所述目标 IP地址与所述地址对应关系表中的一条已有 地址对应关系信息中的 IP地址相同时， 向所述第一网络设备发送所述 已有地址对应关系信息， 以使所述第一网络设备更新 MAC表， 并向所 述已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备发送所述第一终 端的 MAC地址和所述第一网络设备的设备标识， 以使所述已有地址对 应关系信息中设备标识对应的网络设备更新 MAC表。 采用本发明实施 例提供的技术方案， 可以降低网络带宽占用和数据中心网络中的 MAC 表规格， 减轻网络设备的负荷、 提高网络设备的处理能力， 使得部署超 大规模的网络， 即大二层网络成为可能； 同时还可以解决 VM的实时搬 迁问题。
为使本发明实施例的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。
多链路透明互连 ( Transparent Interconnect of Lots of Links， TRILL ) 是一种应用于路由桥设备（Routing Bridges或 RBridges, B )的协议。 TRILL运行在数据链路层， 将链路状态路由技术用在数据链路层， 而且 不会干扰上层路由器的工作。 RB运行中间系统到中间系统（ Intermediate system to intermediate system, IS-IS )协议， 将连接信息广播到所有 RB。 因此每个 RB可以知道所有其他 RB及它们之间的连接关系。
TRILl 艮文的报文头如下所示：
+-+ -+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+ V I R M | Op-Length Hop Count +-+ -+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
Egress RBridge Nickname | Ingress RBridge Nickname
+-+ -+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
Options. . .
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+- 终端发送^艮文时， 第一个收到该 ^艮文的路由桥设备 RB为入口 B， 负责进行 TRILL封装。 入口 RB根据目的 MAC地址查找出转发路径上的 最后一个 RB,称为出口 RB。 入口 RB将出口 RB的昵称作为出口路由桥昵 称 ( Egress bridge Nickname )， 把自己的昵称作为入口路由桥昵称 ( Ingress Bridge Nickname )放在 TRILL头中。 Θ尼称 ( Nicknames )是一 个动态指定的 16位数，所有的 RB之间会运行一个动态的 nickname获取的 协议。 中间的 RB (非入口 RB和出口 RB)收到报文都根据出口 RB来决定下 一跳 RB的二层地址并把它作为外部二层报文头的目的地址，把自己的二 层地址作为外部二层 "^文头的源地址。 尽管外部二层 "^文头每跳都会改 变， 但是原报文的内容并不会变化。
最短路径桥接 (Shortest Path Bridging， SPB)提供和 TRILL类似的功 能，使用基于 IS-IS的链路状态路由技术来扩散和通告拓朴以及逻辑网络 的成员关系， 在传统以太网架构上提供了逻辑的以太网。 SPB应用 MAC-in-MAC的封装方法， 将用户以太网帧封装到运营商以太网帧中。 边缘网桥是用户网络和运营商网络之间的接口，类似于 TRILL中的 RB设 备。 当以太报文从用户终端设备到达边缘网桥的时候， 边缘网桥封装带 有 MAC-in-MAC帧头的用户以太网帧， 并插入目的地址对应的边缘网桥 的骨干目的 MAC地址。 实施例 1
参见图 1，是本发明实施例提供的一种地址解析的方法流程图，具 体步骤如下：
S 101： 接收来自第一终端的地址请求 ^艮文， 所述地址请求 ^艮文中包 含第一网络设备的设备标识； ARP协议包括一组报文： 免费 ARP报文， ARP请求报文， ARP应答 4艮文， ARP ( everse Address Resolution Protocol, 逆向地址解析十办议 ) 请求 4艮文和 RARP应答 ^艮文， 不同场景下， 主机会发送不同的 ARP协议 报文来学习地址信息。
在 IPv4中， 所述地址请求报文包括 ARP请求报文， 其发送方 IP地址 为发送该报文的第一终端的 IP地址，发送方 MAC地址为发送该报文的第 一终端的 MAC地址， 目标 IP地址为目的终端的 IP地址， 目标 MAC地址为 广播地址； 在 IPv6中， 所述地址请求 ^艮文包括邻居请求 （Neighbor Solicitation, NS )报文。
S102: 才艮据所述地址请求 ^艮文中的目标 IP地址查询地址对应关系 表， 所述地址对应关系表中包含地址对应关系信息， 所述地址对应关系 信息包括终端的 IP地址，终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设 备标识的对应关系；
S103 : 当所述目标 IP地址与所述地址对应关系表中的一条已有地址 对应关系信息中的 IP地址相同时， 向所述第一网络设备发送所述已有地 址对应关系信息， 以使所述第一网络设备更新 MAC表， 并向所述已有地 址对应关系信息中设备标识对应的网络设备发送所述第一终端的 MAC 地址和所述第一网络设备的设备标识， 以使所述已有地址对应关系信息 中设备标识对应的网络设备更新 MAC表。
所述 MAC表包括终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标 识的对应关系。
当所述目标 IP 地址与所述地址对应关系表中的一条已有地址对应 关系信息中的 IP地址相同时， 向所述已有地址对应关系信息中的 IP地 址和 MAC地址对应的终端转发所述地址请求 ^艮文。 在接收来自第一终端的地址请求报文之前， 还包括接收来自所述第 一终端的地址通告 ^^艮文， 所述地址通告 ^^艮文中包含所述第一网络设备的 设备标识； 根据所述地址通告报文获取第一地址对应关系信息， 所述第 一地址对应关系信息包括所述第一终端的 IP 地址、 所述第一终端的
MAC 地址和所述第一网络设备的设备标识的对应关系； 根据所述第一 地址对应关系信息更新地址对应关系表。
在 IPv4中， 所述地址通告报文包括免费 ARP报文、 ARP应答报文 或 ARP应答 文； 在 IPv6中， 所述地址通告 文包括非请求邻居通 告 unsolicited NA ( Neighbor Advertisement )报文。
根据所述第一地址对应关系信息更新地址对应关系表， 具体包括： 当所述第一地址对应关系信息中的 IP 地址与所述地址对应关系表 中任意一条地址对应关系信息的 IP 地址都不同时， 在所述地址对应关 系信息表中增加所述地址对应关系信息；
当所述第一地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址与所述地址对应 关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址相同，并且 所述第一地址对应关系信息中的设备标识与所述已有地址对应关系信 息中的设备标识不同时， 用所述第一地址对应关系信息更新所述已有地 址对应关系信息， 并且向其他网络设备发送所述第一地址对应关系信 息， 以使所述其他网络设备更新 MAC表。
所述 MAC表包括终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标 识的对应关系。
当所述地址通告报文或所述地址请求报文通过 MAC-in-MAC封装 或 TRILL封装时， 所述设备标识携带在所述地址通告 ^^文或所述地址请 求报文的封装信息中。 所述设备标识可以是昵称 Nickname, IS-IS标识， MAC地址或者设 备号。
举例来说， 如图 2所示， 为本发明实施例提供的一种 IPv4中进行 地址解析的信息交互示意图。
如图所示， VM21从边缘交换机 2接入网络， 进行上线注册： 首先 VM21发送免费 ARP报文， 发送方地址为 VM21的 IP地址， 发送方 MAC地址为 VM21的 MAC地址， 目标 IP地址为 VM21的 IP 地址， 目标 MAC地址为广播地址；
边缘交换机 2收到所述免费 ARP报文后， 更新本地 ARP表： 将 VM21的 IP地址和 MAC地址的对应关系存入本地 ARP表， 更新本地 MAC表： 将 VM21的 MAC地址和边缘交换机 2连接 VM21的端口标 识（例如端口 portl的端口号）的对应关系写入本地 MAC表；
然后边缘交换机 2在所述免费 ARP报文外层添加 TRILL报文头， 其中入口路由桥昵称为边缘交换机 2的 Nickname， 出口路由桥昵称为 地址解析服务器的 Nickname, 对所述免费 ARP报文进行 TRILL封装， 再将所述 TRILL封装的免费 ARP报文转发至地址解析服务器；
地址解析服务器收到所述 TRILL封装的免费 ARP报文后， 进行解 封装， 获取 VM21 的地址对应关系信息包括 VM21的 IP地址， VM21 的 MAC地址， 边缘交换机 2的 Nickname等；
然后， 地址解析服务器才艮据 VM21的地址对应关系信息中的 IP地 址查询地址对应关系表， 当 VM21的 IP地址与地址对应关系表中任意 一条地址对应关系信息的 IP地址都不同时， 地址解析服务器在地址对 应关系表中增加 VM21的地址对应关系信息。
假设 VM21发生了迁移， 从边缘交换机 2迁移到边缘交换机 1下， VM21发送 ARP应答 ^艮文或 RARP应答报文向网络更新注册， 如图所 示：
首先 VM21发送 RARP应答 文或 ARP应答 文， 所述 RARP应 答 4艮文或 A P应答报文的发送方 IP地址和目标 IP地址都是 VM21迁移 后的 IP地址，发送方 MAC地址和目标 MAC地址都是 VM21迁移后的 MAC地址；
边缘交换机 1收到 ARP应答 文或 ARP应答 文后， 更新本地 A P表和更新本地 MAC表； 然后边缘交换机 1在所述 ARP应答报文 或 ARP应答报文外层添加 TRILL报文头， 其中入口路由桥昵称为边缘 交换机 1的 Nickname,出口路由桥昵称为地址解析服务器的 Nickname, 对所述 RARP应答艮文或 ARP应答报文进行 TRILL封装， 再将所述 地址解析服务器收到所述 TRILL封装的 RARP应答 文或 ARP应 答 4艮文后，进行解封装， 获取 VM21的地址对应关系信息包括 VM21的 IP地址， VM21的 MAC地址， 边缘交换机 1的 Nickname等；
然后，地址解析服务器才艮据 VM21的地址对应关系信息查询地址对 应关系表，当所述地址对应关系表中存在与 VM21的 IP地址和 MAC地 址相同但设备标识不同的一条已有地址对应关系信息（VM21 的 IP地 址， VM21的 MAC地址， 边缘交换机 2的 Nickname等）时， 地址解析 服务器用 VM21的地址对应关系信息更新该已有地址对应关系信息； 最后，地址解析服务器向二层网络内其他边缘交换机发送 VM21的 地址对应关系信息（ VM21的 IP地址， VM21的 MAC地址， 边缘交换 机 1的 Nickname等），以使其他保存有 VM21信息的边缘交换机更新自 己的 MAC表项: ^夺 VM21的 MAC地址和边缘交换机 1的 Nickname的 对应关系写入 MAC表。 所述设备标识还可以携带在所述地址通告 文或所述地址请求 文的有效载荷 payload中。
举例来说， 如图 3所示， 为本发明实施例提供的另一种 IPv4中进 行地址解析的信息交互示意图。
如图所示， 地址解析服务器通过边缘交换机 4连接网络， VM21从 边缘交换机 2接入网络， 进行上线注册：
首先 VM21发送免费 ARP报文；
边缘交换机 2收到该免费 ARP报文后， 更新本地 ARP表和本地 MAC表；
然后边缘交换机 2在所述免费 ARP报文的 payload中添加自身的网 络标识 MAC2, 对所述免费 ARP报文进行 MAC-in-MAC封装， 再将所 述 MAC-in-MAC封装的 payload中添加了 MAC2的免费 ARP报文转发 给地址解析服务器所在的边缘交换机 4;
边缘交换机 4 收到所述 MAC-in-MAC封装的 payload 中添加了 MAC2的免费 ARP报文后， 进行解封装， 再转发给地址解析服务器； 地址解析服务器收到所述 payload中添加 MAC2的免费 ARP报文 后， 获取 VM21的地址对应关系信息包括 VM21的 IP地址， VM21的 MAC地址， 边缘交换机 2的网络标识 MAC2等；
然后， 地址解析服务器才艮据 VM21的地址对应关系信息中的 IP地 址查询地址对应关系表， 当 VM21的 IP地址与地址对应关系表中任意 一条地址对应关系信息的 IP地址都不同时， 地址解析服务器在地址对 应关系表中增加 VM21的地址对应关系信息。 假设 VM21发生了迁移， 从边缘交换机 2迁移到边缘交换机 1下， VM21发送 ARP应答 ^艮文或 RARP应答报文向网络更新注册， 如图所 示：
首先 VM21发送 ARP应答 文或 ARP应答 ^艮文；
边缘交换机 1收到所述 RARP应答 文或 ARP应答 文后， 更新 本地 ARP表和更新本地 MAC表；
然后边缘交换机 1 在所述 RARP应答 文或 ARP 应答 文的 payload中添加自身的网络标识 MAC 1， 对所述 RARP应答报文或 A P 应答报文进行 MAC-in-MAC 封装， 再将所述 MAC-in-MAC 封装的 payload中添加了 MAC1的 RARP应答报文或 ARP应答 4艮文转发至地址 解析服务器所在的边缘交换机 4;
边缘交换机 4 收到所述 MAC-in-MAC封装的 payload 中添加了 MAC1的 ARP应答 文或 ARP应答 文后， 进行解封装， 再转发给 地址解析服务器；
地址解析服务器收到所述 payload中添加 MAC1的 RARP应答报文 或 ARP应答报文后， 获取 VM21的地址对应关系信息包括 VM21的 IP 地址， VM21的 MAC地址， 边缘交换机 1的网络标识 MAC1等；
然后，地址解析服务器才艮据 VM21的地址对应关系信息查询地址对 应关系表，当所述地址对应关系表中存在与 VM21的 IP地址和 MAC地 址相同但设备标识不同的一条已有地址对应关系信息（VM21 的 IP地 址， VM21的 MAC地址， 边缘交换机 2的网络标识 MAC2等） 时， 地 址解析服务器用 VM21 的地址对应关系信息更新该已有地址对应关系 吕息
最后， 地址解析服务器向二层网络内所有边缘交换机广播发送 VM21的地址对应关系信息（ VM21的 IP地址， VM21的 MAC地址， 边缘交换机 1的网络标识 MAC1等）， 以使其他保存有 VM21信息的边 缘交换机更新自己的 MAC表项:将 VM21的 MAC地址和边缘交换机 1 的网络标识 MAC1的对应关系写入 MAC表。 当所述第一终端请求与目标终端通信时， 所述第一终端首先发送地 址请求报文， 获取目标终端的 MAC地址。
举例来说， 如图 4所示， 为本发明实施例提供的 IPv4中终端间相 互通信， 进行地址解析的信息交互示意图。
如图所示， VM32请求与 VM21通信， 需要根据 VM21的 IP地址 获取 VM21的 MAC地址：
首先， VM32发送 ARP请求报文， 所述 ARP请求报文的发送方 IP 地址和 MAC地址是 VM32的 IP地址和 MAC地址，目标 IP地址是 VM21 的 IP地址， 目标 MAC地址是广播地址；
边缘交换机 3收到所述 ARP请求 文后，根据目标 IP地址（ VM21 的 IP地址 )查询本地 ARP， 当没有匹配的表项时， 边缘交换机 3在所 述 ARP请求 ^艮文外层添加 TRILL 文头， 其中入口路由桥昵称为边缘 交换机 3的 Nickname,出口路由桥昵称为地址解析服务器的 Nickname, 对所述 ARP请求报文进行 TRILL封装， 再将所述 TRILL封装的 ARP 请求 文转发给地址解析服务器；
地址解析服务器收到所述 TRILL封装的 ARP请求 文后， 进行解 封装， 才艮据所述 ARP请求 文中的目标 IP地址（ VM21的 IP地址）查 询地址对应关系表；
当所述目标 IP地址与本地地址对应关系表中的一条已有地址对应 关系信息中的 IP地址相同时， 地址解析服务器向边缘交换机 3发送所 述已有地址对应关系信息（ VM21的 IP地址， VM21的 MAC地址， 边 缘交换机 2的 Nickname等），以使边缘交换机 3更新 MAC表：将 VM21 的 MAC地址和边缘交换机 2的 Nickname的对应关系写入 MAC表； 同 时， 地址解析服务器向所述已有地址对应关系信息中设备标识对应的网 络设备， 即边缘交换机 2， 发送 VM32的 MAC地址和边缘交换机 3的 Nickname, 以使边缘交换机 2更新 MAC表： 将 VM32的 MAC地址和 边缘交换机 3的 Nickname的对应关系写入 MAC表；
然后， 地址解析服务器在所述 ARP请求报文外层添加 TRILL报文 头， 入口路由桥昵称为地址解析服务器的 Nickname , 出口路由桥昵称 为边缘交换机 2的 Nickname, 对所述 ARP请求报文进行 TRILL封装， 并发送给边缘交换机 2;
边缘交换机 2收到所述 TRILL封装的 ARP请求 文后， 进行解封 装， 再转发给 VM21。 VM21收到所述 ARP请求报文后， 向 VM32回复 A P应答报文， VM32和 VM21建立连接， 进行后续通信。 采用本发明实施例提供的技术方案， ARP广播报文统一由地址解析 服务器处理， 不会在网络内广播， 降低了对网络带宽的占用， 网络设备 和终端只保存本地和远端在通信终端的地址对应关系信息， 可以降低数 据中心网络中的 MAC表规格， 减轻网络设备的负荷、 提高网络设备的 处理能力， 使得部署超大规模的网络， 即大二层网络成为可能； 同时还 可以解决虚拟主机的实时搬迁问题。 实施例 2 参见图 5，是本发明实施例提供的一种地址解析装置框图，所述装 置包括接收模块 201， 查询模块 202， 发送模块 203。 其中：
所述接收模块 201， 用于接收来自第一终端的地址请求报文， 所述 地址请求报文中包含第一网络设备的设备标识；
所述查询模块 202，用于根据所述地址请求报文中的目标 IP地址查 询地址对应关系表， 所述地址对应关系表中包含地址对应关系信息， 所 述地址对应关系信息包括终端的 IP地址，终端的 MAC地址和终端连接 的网络设备的设备标识的对应关系；
所述发送模块 203，用于当所述目标 IP地址与所述地址对应关系表 中的一条已有地址对应关系信息中的 IP地址相同时， 向所述第一网络 设备发送所述已有地址对应关系信息， 以使所述第一网络设备更新 MAC表， 并向所述已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备 发送所述第一终端的 MAC地址和所述第一网络设备的设备标识， 以使 所述已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备更新 MAC表。
所述地址解析装置可以集中式实现， 也可以分布式协同实现； 所 述地址解析装置由处理器或硬件设备实现。
在 IPv4中， 地址请求报文包括 ARP请求报文， 其发送方 IP地址为发 送该报文的第一终端的 IP地址，发送方 MAC地址为发送该报文的第一终 端的 MAC地址， 目标 IP地址为目的终端的 IP地址， 目标 MAC地址为广播 地址； 在 IPv6中， 地址请求 4艮文包括邻居请求 艮文。
当所述目标 IP地址与所述地址对应关系表中的一条已有地址对应 关系信息中的 IP地址相同时， 所述发送模块 203还用于向所述已有地 址对应关系信息中的 IP地址和 MAC地址对应的终端转发所述地址请求 报文。 在接收来自第一网络设备的地址请求报文之前， 所述接收模块 201 还用于接收来自所述第一终端的地址通告报文， 所述地址通告报文中包 含所述第一网络设备的设备标识；
相应地， 所述地址解析装置还包括：
获取模块 204， 用于根据所述地址通告报文获取第一地址对应关系 信息， 所述第一地址对应关系信息包括所述第一终端的 IP地址、 所述 第一终端的 MAC地址和所述第一网络设备的设备标识的对应关系； 更新模块 205， 用于根据所述第一地址对应关系信息更新所述地址 对应关系表。
在 IPv4中， 所述地址通告报文包括免费 ARP报文、 ARP应答报文或 ARP应答 文； 在 IPv6中， 所述地址通告 ^艮文包括非请求邻居通告 unsolicited NA报文。
所述第一网络设备可以 ARB， 边缘网桥或边缘交换机等。
所述设备标识可以是 Nickname, IS-IS标识， MAC地址或者设备号 等。
所述设备标识还可以携带在所述地址通告 文或所述地址请求 文的有效载荷 payload中。
当所述地址请求报文或所述地址通告报文通过 MAC-in-MAC封装 或 TRILL封装， 所述设备标识携带在所述地址请求报文或所述地址通告 报文的封装信息中； 相应地， 所述地址解析装置还包括：
解封装模块 206， 用于对所述地址请求报文或所述地址通告报文进 行 MAC-in-MAC解封装或 TRILL解封装。
当所述第一地址对应关系信息中的 IP地址与所述地址对应关系表中 任意一条地址对应关系信息的 IP地址都不同时， 所述更新模块 205在所 述地址对应关系信息表中增加所述第一地址对应关系信息；
当所述第一地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址与所述地址对应 关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址相同，并且所 述第一地址对应关系信息中的设备标识与所述已有地址对应关系信息 中的设备标识不同时， 所述更新模块 205用所述第一地址对应关系信息 更新所述已有地址对应关系信息， 所述发送模块 203向其他网络设备发 送所述第一地址对应关系信息， 以使所述其他网络设备更新 MAC表。
所述 MAC表包括终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标 识的对应关系。
举例来说， 在 IPv4中 VM11从边缘交换机 1接入网络， 进行上线 注册，首先 VM11发送免费 ARP报文，发送方地址为 VM11的 IP地址， 发送方 MAC地址为 VM11的 MAC地址， 目标 IP地址为 VM11的 IP 地址， 目标 MAC地址为广播地址； 边缘交换机 1收到所述免费 ARP报 文后， 更新本地 ARP表和本地 MAC表， 然后边缘交换机 1在所述免费 ARP报文外层添加 TRILL报文头，其中入口路由桥昵称为边缘交换机 1 的 Nickname, 出口路由桥昵称为地址解析服务器的 Nickname, 对所述 免费 ARP报文进行 TRILL封装， 再将所述 TRILL封装的免费 ARP报 文转发给所述地址解析装置； 所述接收模块 201接收所述 TRILL封装 的免费 ARP报文， 经所述解封装模块 206解封装， 所述获取模块 204 获取 VM 11的地址对应关系信息包括 VM 11的 IP地址， VM 11的 MAC 地址， 边缘交换机 1的 Nickname等； 所述查询模块 202根据 VM11的 地址对应关系信息中的 IP地址查询地址对应关系表， 当 VM 11的 IP地 址与地址对应关系表中任意一条地址对应关系信息的 IP地址都不同时， 所述更新模块 205将 VM11的地址对应关系信息增加到地址对应关系表 中。
当所述第一终端请求与目标终端通信时， 所述第一终端首先发送地 址请求报文， 获取目标终端的 MAC地址。
举例来说， 在 IPv4中,虚拟主机 VM32请求与 VM21通信， VM32需要 才艮据 VM21的 IP地址获取 VM21的地址对应关系信息：
首先 VM32发送 ARP请求报文，所述 ARP请求报文的发送方 IP地址和 MAC地址是 VM32的 IP地址和 MAC地址， 目标 IP地址是 VM21的 IP地址， 目标 MAC地址是广播地址；
边缘交换机 3收到 ARP请求报文后， 根据目标 IP地址（ VM21的 IP地 址）查询本地 ARP， 当没有匹配的表项时， 边缘交换机 3在所述 ARP请 求 4艮文外层添加 TRILl 艮文头， 其中入口路由桥昵称为边缘交换机 3的 Nickname， 出口路由桥昵称为地址解析服务器的 Nickname， 对所述 ARP 请求报文进行 TRILL封装， 再将所述 TRILL封装的 ARP请求报文转发给 所述地址解析装置；
所述接收模块 201接收所述 TRILL封装的 ARP请求报文， 经所述解 封装模块 206解封装， 所述查询模块 202根据所述 ARP请求报文的目标 IP 地址（ VM21的 IP地址 )查询地址对应关系表， 当所述目标 IP地址与本 地地址对应关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP地址相同时， 所述发送模块 203向边缘交换机 3发送所述已有地址对应关系信息
( VM21的 IP地址， VM21的 MAC地址， 边缘交换机 2的 Nickname等） ， 以使边缘交换机 3更新 MAC表： 将 VM21的 MAC地址和边缘交换机 2的 Nickname的对应关系写入 MAC表； 同时， 所述发送模块 203向所述已有 地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备， 即边缘交换机 2， 发送 VM32的 MAC地址和边缘交换机 3的 Nickname， 以使边缘交换机 2更新 MAC表： 将 VM32的 MAC地址和边缘交换机 3的 Nickname的对应关系写 入 MAC表；
然后， 所述地址解析装置在所述 ARP请求报文外层添加 TRILL报文 头， 入口路由桥昵称为地址解析服务器的 Nickname, 出口路由桥昵称为 边缘交换机 2的 Nickname, 对所述 ARP请求 文进行 TRILL封装， 由所述 发送模块 203发送给边缘交换机 2;
边缘交换机 2收到所述 TRILL封装的 ARP请求 文后， 进行解封 装， 再转发给 VM21。 VM21收到所述 ARP请求报文后， 向 VM32回复 A P应答报文， VM32和 VM21建立连接， 进行后续通信。
采用本发明实施例提供的技术方案， ARP广播报文统一由地址解析 装置处理， 不会在网络内广播， 降低了对网络带宽的占用， 网络设备和 终端只保存本地和远端在通信终端的地址对应关系信息， 可以降低数据 中心网络中的 MAC表规格， 减轻网络设备的负荷、 提高网络设备的处 理能力， 使得部署超大规模的网络， 即大二层网络成为可能； 同时还可 以解决虚拟主机的实时搬迁问题。 实施例 3
参见图 6，是本发明实施例提供的一种地址解析系统示意图，该系 统包括第一终端 301， 第一网络设备 302和地址解析服务器 303， 其中： 所述地址解析服务器 303， 用于接收来自所述第一终端 301的地址 请求报文， 所述地址请求报文中包含第一网络设备 302的设备标识； 根 据所述地址请求 4艮文中的目标 IP地址查询地址对应关系表， 所述地址对 应关系表中包含地址对应关系信息， 所述地址对应关系信息包括终端的 IP地址， 终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标识； 当所述目 标 IP地址与所述地址对应关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP 地址相同时， 向所述第一网络设备 302发送所述已有地址对应关系信息， 以使所述第一网络设备 302更新 MAC表， 并向所述已有地址对应关系信 息中设备标识对应的网络设备发送所述第一终端 301的 MAC地址和所述 第一网络设备 302的设备标识， 以使所述已有地址对应关系信息中设备 标识对应的网络设备更新 MAC表。
所述网络设备 302的网络侧 MAC地址学习功能处于关闭状态。
当所述地址通告报文或所述地址请求报文通过 MAC-in-MAC封装 或 TRILL封装时， 所述设备标识携带在所述地址通告 ^^文或所述地址请 求报文的封装信息中； 所述设备标识还可以携带在所述地址通告报文或 所述地址请求 ^艮文的有效载荷 payload中。
所述设备标识可以是昵称 Nickname, IS-IS标识， MAC地址或者设 备号。
所述 MAC表包括终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标 识的对应关系。
所述地址解析服务器 303， 还用于当所述地址请求 ^艮文中目标 IP地 址与所述地址对应关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP地址 相同时，向所述已有地址对应关系信息中的 IP地址和 MAC地址对应的终 端转发所述地址请求 4艮文。
所述地址解析服务器 303， 还用于接收来自所述第一终端的地址通 告报文， 所述地址通告报文中包含所述第一网络设备的设备标识； 根据 所述地址通告报文获取第一地址对应关系信息， 所述第一地址对应关系 信息包括所述第一终端的 IP地址、所述第一终端的 MAC地址和所述第一 网络设备的设备标识的对应关系； 才艮据所述第一地址对应关系信息更新 所述地址对应关系表。
采用本发明实施例提供的技术方案， 可以降低数据中心网络中的
MAC表规格， 减轻网络设备的负荷、提高网络设备的处理能力， 从而减 少^¾文在传输过程中的延时， 使得部署超大规模的网络， 即大二层网络 成为可能； 同时还可以解决 VM的实时迁移问题。
分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成， 所述的程序可以存储于 计算机可读存储介质中， 所述存储介质可以是 ROM/RAM, 磁盘或光盘 等。
以上所述， 仅为本发明较佳的具体实施方式， 但本发明的保护范围 并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范 围内， 可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种地址解析的方法， 其特征在于， 包括：
接收来自第一终端的地址请求报文， 所述地址请求报文中包含第一 网络设备的设备标识；
根据所述地址请求报文中的目标 IP地址查询地址对应关系表， 所 述地址对应关系表中包含地址对应关系信息， 所述地址对应关系信息包 括终端的 IP地址，终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标识 的对应关系；
当所述目标 IP地址与所述地址对应关系表中的一条已有地址对应 关系信息中的 IP地址相同时， 向所述第一网络设备发送所述已有地址 对应关系信息， 以使所述第一网络设备更新 MAC表，
并向所述已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备发送 所述第一终端的 MAC地址和所述第一网络设备的设备标识， 以使所述 已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备更新 MAC表。
2、 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述接收来自第一 终端的地址请求 ^艮文之前， 还包括：
接收来自所述第一终端的地址通告报文， 所述地址通告报文中包含 所述第一网络设备的设备标识；
才艮据所述地址通告 "^文获取第一地址对应关系信息， 所述第一地址 对应关系信息包括所述第一终端的 IP地址、所述第一终端的 MAC地址 和所述第一网络设备的设备标识的对应关系；
根据所述第一地址对应关系信息更新所述地址对应关系表。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 所述根据所述第一 地址对应关系信息更新所述地址对应关系表， 包括：
当所述第一地址对应关系信息中的 IP 地址与所述地址对应关系表 中任意一条地址对应关系信息的 IP 地址都不同时， 在所述地址对应关 系信息表中增加所述第一地址对应关系信息；
当所述第一地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址与所述地址对应 关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址相同，并且 所述第一地址对应关系信息中的设备标识与所述已有地址对应关系信 息中的设备标识不同时， 用所述第一地址对应关系信息更新所述已有地 址对应关系信息。
4、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 还包括：
当所述第一地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址与所述地址对应 关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址相同，并且 所述第一地址对应关系信息中的设备标识与所述已有地址对应关系信 息中的设备标识不同时， 向其他网络设备发送所述第一地址对应关系信 息， 以使所述其他网络设备更新 MAC表。
5、 根据权利要求 1-4任一项所述的方法， 其特征在于， 所述 MAC 表包括终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标识的对应关 系。
6、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 当所述目标 IP地址 与所述地址对应关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP 地址相 同时， 还包括：
向所述已有地址对应关系信息中的 IP地址和 MAC地址对应的终端 转发所述地址请求报文。
7、 一种地址解析的装置， 其特征在于， 包括： 接收模块， 用于接收来自第一终端的地址请求报文， 所述地址请求 报文中包含第一网络设备的设备标识；
查询模块， 用于根据所述地址请求报文中的目标 IP地址查询地址 对应关系表， 所述地址对应关系表中包含地址对应关系信息， 所述地址 对应关系信息包括终端的 IP地址，终端的 MAC地址和终端连接的网络 设备的设备标识的对应关系；
发送模块， 用于当所述目标 IP地址与所述地址对应关系表中的一 条已有地址对应关系信息中的 IP地址相同时， 向所述第一网络设备发 送所述已有地址对应关系信息， 以使所述第一网络设备更新 MAC表， 并向所述已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备发送所述 第一终端的 MAC地址和所述第一网络设备的设备标识， 以使所述已有 地址对应关系信息中设备标识对应的网络设备更新 MAC表。
8、 根据权利要求 7所述的装置， 其特征在于，
所述接收模块， 还用于接收来自所述第一终端的地址通告报文， 所 述地址通告报文中包含所述第一网络设备的设备标识；
相应地， 所述装置还包括：
获取模块， 用于根据所述地址通告报文获取第一地址对应关系信 息， 所述第一地址对应关系信息包括所述第一终端的 IP地址、 所述第 一终端的 MAC地址和所述第一网络设备的设备标识的对应关系； 更新模块， 用于根据所述第一地址对应关系信息更新所述地址对应 关系表。
9、 根据权利要求 8所述的装置， 其特征在于， 所述更新模块用于 根据所述第一地址对应关系信息更新所述地址对应关系表， 具体为： 当所述第一地址对应关系信息中的 IP地址与所述地址对应关系表 中任意一条地址对应关系信息的 IP 地址都不同时， 在所述地址对应关 系信息表中增加所述第一地址对应关系信息；
当所述第一地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址与所述地址对应 关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址相同，并且 所述第一地址对应关系信息中的设备标识与所述已有地址对应关系信 息中的设备标识不同时， 用所述第一地址对应关系信息更新所述已有地 址对应关系信息。
10、 根据权利要求 8所述的装置， 其特征在于， 所述发送模块还用 于， 当所述第一地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址与所述地址对应 关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP和 MAC地址相同，并且 所述第一地址对应关系信息中的设备标识与所述已有地址对应关系信 息中的设备标识不同时， 向其他网络设备发送所述第一地址对应关系信 息， 以使所述其他网络设备更新 MAC表。
11、 一种地址解析的系统， 其特征在于， 包括第一终端， 第一网 络设备和地址解析服务器， 其中：
所述地址解析服务器， 用于接收来自所述第一终端的地址请求报 文， 所述地址请求报文中包含第一网络设备的设备标识； 根据所述地址 请求报文中的目标 IP地址查询地址对应关系表， 所述地址对应关系表 中包含地址对应关系信息， 所述地址对应关系信息包括终端的 IP地址， 终端的 MAC地址和终端连接的网络设备的设备标识； 当所述目标 IP地 址与所述地址对应关系表中的一条已有地址对应关系信息中的 IP地址 相同时， 向所述第一网络设备发送所述已有地址对应关系信息， 以使所 述第一网络设备更新 MAC表， 并向所述已有地址对应关系信息中设备 标识对应的网络设备发送所述第一终端的 MAC地址和所述第一网络设 备的设备标识， 以使所述已有地址对应关系信息中设备标识对应的网络 设备更新 MAC表。
12、 根据权利要求 11所述的系统， 其特征在于， 所述地址解析服 务器， 还用于接收来自所述第一终端的地址通告报文， 所述地址通告报 文中包含所述第一网络设备的设备标识； 根据所述地址通告报文获取第 一地址对应关系信息， 所述第一地址对应关系信息包括所述第一终端的 IP地址、 所述第一终端的 MAC地址和所述第一网络设备的设备标识的 对应关系； 根据所述第一地址对应关系信息更新所述地址对应关系表。
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