一種限制動態地址表地址數目的方法
2023-04-27 09:05:36
專利名稱：一種限制動態地址表地址數目的方法
技術領域：
本發明涉及數據通信設備中數據鏈路層與網絡層內地址表管理技術，尤其關於一種限制動態地址表地址數目的方法。
背景技術：
地址表是在數據鏈路層與網絡層數據通信設備，如乙太網、IP路由、流分類等轉發引擎內部所必須的功能模塊，用於存放和管理數據轉發的地址和策略信息。一般情況下，動態地址表可以進行地址學習、地址查找以及地址表項的添加、刪除等。通常動態地址表至少包括A、B兩部分，其中，B部分為要學習的內容，A部分表示連接號，並且同一A與一個以上個不同的B部分內容相對應。
例如，ETA邏輯上的單播地址表是用於存放乙太網幀的媒體接入控制(MAC)地址與ATM_PVC的對應關係的動態地址表，ETA邏輯單播地址表佔用兩個靜態存儲(SRAM)單元，共64位元組。如表1所示，ETA邏輯單播地址表包括有效(Valid)標誌、新學習(New)標誌、查找過(Used)標誌、PVC連接號(PVC_INDEX)和MAC地址和一個保留欄位。其中，Valid用於指示該表項是否有效，該比特位為0表示是該表項是空表項，為1表示該表項被佔用，New表明在當前老化周期內該地址被更新過，Used表明在當前老化周期內該地址被使用過。這些標誌位都是高有效的。
表1在通常情況下，對於動態地址表，其資源是有限的。當進行地址學習時，如果動態地址表有空表項，無論要學習的MAC地址屬於哪條永久虛電路(PVC)，都可以將其學習到動態地址表中；而如果動態地址表沒有空表項，要學習的地址是無法學習到動態地址表中。因此，當地址表中存儲過多不活躍表項，而要進行學習的地址又無法將其學習到動態地址表時，系統要實現正常的管理，在人為的刪除不活躍表項後，才能進行地址學習。這種人工的、手動的方式將大大影響動態地址表的管理。
發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種限制動態地址表地址數目的方法，使其可以自動的實現限制動態地址表數，並且降低系統成本，減小動態地址表項管理的複雜性，提高系統的工作效率。
一種限制動態地址表地址數的方法，應用於至少包括A和B表項的動態地址表，其中，B部分為要學習的地址內容，A部分為連接號，且同一A包含一個以上個數目的B，該方法包括以下步驟a.建立每個A所包含B的最大限制數目與當前動態地址表中A所包含B的個數的對應關係；b.判斷要學習的B及其歸屬的A與動態地址表中已存在的B及其歸屬的A是否不一致，如果不一致，根據要學習的B所歸屬的A來查找步驟a中所述對應關係；c.判斷所述對應關係中，當前動態地址表中該A所包含B的個數是否小於相應的最大限制數目，如果不小於，則丟棄該要學習的B，否則，將該要學習的B學習到動態地址表，並且，將所述對應關係中的當前該A學習的地址數目加1。
所述步驟c進一步包括當動態地址表中沒有空表項時，如果當前動態地址表中該A所包含B的個數小於相應的最大限制數目，則用要學習的B及其所歸屬的A刷新動態地址表，並將所述對應關係中，被刷新的動態地址表的表項所對應的A所包含B的個數減1。
所述動態地址表為散列存儲(HASH)動態地址表。
該方法進一步包括在動態地址表的每一個地址表項中進一步增加用來表示該表項是動態表項還是靜態表項的比特位；在刷新表項之前，根據該比特位，判斷要刷新的表項是否為靜態表項，如果是，不刷新，若不是，刷新該表項。
所述刷新原有表項是將要學習B內容覆蓋動態地址表中沒有進行地址查找過的表項或非新表項獲得。
本發明通過設置含有地址數目限制和當前系統已有的地址數目的對應關係，在地址學習過程中實現對動態地址表中地址數目的限制。該方法減小了資源的佔用，降低了系統成本，同時也使地址表的管理變得更簡單、高效。
圖1為實現本發明方法的流程示意圖；圖2本發明引入限制地址數後進行地址學習的流程圖；具體實施方式
本發明的核心內容是通過設置地址的限制數目和當前系統已有的地址數目的對應關係，在地址學習過程中實現對動態地址表中地址數目的限制。動態地址表至少包括A、B兩部分，其中，B部分為要學習的內容，A部分為該要學習的內容所屬類別的連接號，並且同一A與一個以上個不同的B部分內容相對應。
參見圖1所示，實現本發明的方法包括以下三個步驟。
步驟101、建立每個A所包含B的最大限制數目與當前動態地址表中A所包含B的個數的對應關係；步驟102、判斷要學習的B及其歸屬的A與動態地址表中已存在的B及其歸屬的A是否不一致，如果不一致，根據要學習的B所歸屬的A來查找步驟a中所述對應關係；
步驟103、判斷所述對應關係中，當前動態地址表中該A所包含B的個數是否小於相應的最大限制數目，如果不小於，則丟棄該要學習的B，否則，將該要學習的B學習到動態地址表，並且，將所述對應關係中的當前該A學習的地址數目加1。
下面已應用於邏輯上的單播地址表(ETA，Ethernet to ATM Bridge)為例具體說明本發明的技術方案。
本發明首先要建立以PVC_INDEX表項為索引的下行連接表，該下行連接表存儲了PVC所限制的MAC地址數目的上限值，以及邏輯動態記下的當前此PVC學習到的MAC地址數目，並且MAC地址數目的上限值與學習到的MAC地址數目有對應關係，且該下行連接表存放在FPGA外部的SRAM中。表2為下行連接表的結構示意圖。如表2所示，左邊部分PVC_MAC_Threshold為CPU初始化的此PVC限制的MAC地址數上限值，右邊部分PVC_MAC_Counter為邏輯動態記下的當前此PVC學習到的MAC地址數。
表2因此，在引入下行連接表從而進行地址數目限制時，地址學習的過程將會有如下變化。參見圖2所示，本發明進行地址學習的過程如下步驟201、根據地址學習請求Key計算HASH索引。
步驟202、從該索引地址開始讀出連續的4個HASH表項。
步驟203、根據讀出的HASH表項中MAC地址和Valid標誌位，判斷這4個HASH表項中MAC地址與要學習的KEY中含有的MAC地址是否一致，如果是，執行步驟204，否則，執行步驟210。也就是說，要學習的MAC地址可分成兩種情況，一種是要學習的MAC地址與動態地址表中MAC地址相同的情況，步驟204～步驟209為該種情況的處理方式，另一種是動態地址表中沒有與要學習的地址相同的情況，步驟210～步驟214為該種情況的處理方式。
步驟204、比較要學習的PVC-INDEX和該表項中的PVC-INDEX是否相同，如果是，執行步驟205，否則，執行步驟206。步驟205、讀取PVC-INDEX中對應下行連接表中MAC地址限制值，判斷MAC地址限制數是否大於等於門限值，如果是，則執行步驟209，否則，執行步驟208。
步驟206、讀取新PVC-INDEX對應下行連接表中MAC地址限制值，判斷MAC地址限制數是否大於等於門限值，如果是，則將舊PVC-INDEX對應下行連接表中的地址數減1，否則，執行步驟207。
步驟207、將新PVC-INDEX的MAC地址加1，將舊PVC-INDEX的MAC地址減1。
步驟208、置New標誌位為1，刷新該表項，然後跳出。
步驟209、則將PVC-INDEX對應下行連接表MAC地址數減1，刪除該單播表中對應的HASH表項，然後跳出。
步驟210、根據Valid表項判斷該表中是否有空表項，如果有，則執行步驟211，否則，執行步驟212。
步驟211、讀取PVC-INDEX中對應下行連接表中MAC地址限制值，判斷MAC地址限制數是否大於等於門限值，如果是，將PVC-INDEX的MAC地址數加1，將學習內容寫入第一個空表項中，否則，執行步驟208。
步驟212、由PVC-INDEX讀取下行連接表中MAC地址限制值，判斷MAC地址限制數是否大於等於門限值，如果是，學習失敗，否則，執行步驟213。
步驟213、學習地址指針指向最後一個無效、地址被更新過或被使用過的地址；步驟214、將新PVC-INDEX的地址數加1，將舊PVC-INDEX的地址數減1，然後將學習內容寫入學習地址指針指向的表項，有效索引計數器加1。
當然，在動態地址表的每一個地址表項中可以進一步增加用來表示該表項是動態表項還是靜態表項的比特位；在刷新表項之前，根據該比特位，判斷要刷新的表項是否為靜態表項，如果是，不刷新，若不是，刷新該表項。
從上述地址學習的過程可以看出，PVC_INDEX相當於本發明所指的A部分，MAC地址相當於本發明所指的B部分。當動態地址表中沒有與要學習地址和對應PVC連接號一致的表項時，根據要學習地址對應的PVC連接號索引PVC連接表；如果索引出PVC連接表對應表項中當前PVC學習地址數目大於對應PVC地址數限制值，則丟棄該要學習的地址，否則，將該要學習的地址學習到動態地址表中，並且，將所述對應關係中當前該PVC學習地址數加1。當然，這時如果動態地址表中沒有空表項，那麼就可以刷新動態地址表中不活躍的表項，比如很久沒有被查找使用過，或者不是新學習過的表項等。
權利要求
1.一種限制動態地址表地址數的方法，應用於至少包括A和B表項的動態地址表，其中，B部分為要學習的地址內容，A部分為連接號，且同一A包含一個以上個數目的B，其特徵在於，該方法包括以下步驟a.建立每個A所包含B的最大限制數目與當前動態地址表中A所包含B的個數的對應關係；b.判斷要學習的B及其歸屬的A與動態地址表中已存在的B及其歸屬的A是否不一致，如果不一致，根據要學習的B所歸屬的A來查找步驟a中所述對應關係；c.判斷所述對應關係中，當前動態地址表中該A所包含B的個數是否小於相應的最大限制數目，如果不小於，則丟棄該要學習的B，否則，將該要學習的B學習到動態地址表，並且，將所述對應關係中的當前該A學習的地址數目加1。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟c進一步包括當動態地址表中沒有空表項時，如果當前動態地址表中該A所包含B的個數小於相應的最大限制數目，則用要學習的B及其所歸屬的A刷新動態地址表，並將所述對應關係中，被刷新的動態地址表的表項所對應的A所包含B的個數減1。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述動態地址表為散列存儲(HASH)動態地址表。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括在動態地址表的每一個地址表項中進一步增加用來表示該表項是動態表項還是靜態表項的比特位；在刷新表項之前，根據該比特位，判斷要刷新的表項是否為靜態表項，如果是，不刷新，若不是，刷新該表項。
5.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述刷新原有表項是將要學習B內容覆蓋動態地址表中沒有進行地址查找過的表項或非新表項獲得。
全文摘要
本發明公開了一種限制動態地址表地址數的方法，應用於至少包括A和B表項的動態地址表，B部分為要學習的地址內容，A部分為連接號，且同一A包含一個以上個數目的B，該方法包括建立每個A所包含B的最大限制數目與當前動態地址表中A所包含B的個數的對應關係；判斷要學習的B及其歸屬的A與動態地址表中已存在的B及其歸屬的A是否不一致，如果不一致，根據要學習的B所歸屬的A來查找步驟a中所述對應關係；判斷所述對應關係中，該A所包含B的個數是否小於相應最大限制數目，如果不小於，則丟棄該要學習的B，否則，將該要學習的B學習到動態地址表，且，將所述對應關係中當前該A學習的地址數目加1。該方法節省資源，且管理簡單、高效。
文檔編號H04L12/24GK1538660SQ0310956
公開日2004年10月20日 申請日期2003年4月14日 優先權日2003年4月14日
發明者胡鍇, 程貴峰, 徐肆海, 胡 鍇 申請人:華為技術有限公司