減少介質訪問控制mac地址表規模的方法和裝置的製作方法

2023-05-29 18:02:31 1

專利名稱：減少介質訪問控制mac地址表規模的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種減少介質訪問控制MAC地址表規模的方法和裝置。
背景技術：
乙太網技術在城域網領域越來越受到廣大運營商的青睞。但是，區域網出身的以 太網技術天生具有幾個重要的缺陷，限制了其在城域網的大規模應用。其中最主要的缺陷 就是乙太網技術的介質訪問控制(Media Access Control，MAC)地址學習機制，城域網中大 量的節點導致乙太網設備需要學習海量的MAC地址，極大的增加了以太設備的實現成本和 實現難度。

發明內容
本發明的實施方式提供一種減少介質訪問控制MAC地址表規模的方法和裝置，解 決目前通信網絡中MAC地址表規模過大的問題。本發明解決上述技術問題的一個實施方式是提供一種減少介質訪問控制MAC地 址表規模的方法，該方法包括將接收到的以太報文的目的MAC地址與預先設置的掩碼進行與操作以得到該目 的MAC地址的目的網絡地址；根據得到的該以太報文的目的網絡地址查詢MAC地址表，確定是否在MAC地址表 中查到該以太報文的目的網絡地址；如果在MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址，則根據查到的出接口轉發 該以太報文；如果該以太報文的目的網絡地址在MAC地址表中沒有查到，則將該以太報文的目 的MAC地址在除接收到該以太報文的接口以外的所有接口上廣播，並將該以太報文的目的 MAC地址和接收到該以太報文的接口加入MAC地址表。本發明解決上述技術問題的另一個實施方式是提供一種減少介質訪問控制MAC 地址表規模的裝置，其特徵在於，包括接收模塊、轉換模塊、查詢模塊和廣播模塊，其中，所述接收模塊，用於接收以太報文；所述轉換模塊，用於將所述接收模塊接收到的以太報文的MAC地址與預先設置的 掩碼進行與操作以得到該目的MAC地址的網絡地址；所述查詢模塊，用於根據所述轉換模塊處理得到的該以太報文的目的網絡地址查 詢MAC地址表，確定是否在MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址，如果在MAC地 址表中查到該以太報文的目的網絡地址，則根據查到的出接口轉發該以太報文；如果該以 太報文的目的網絡地址在MAC地址表中沒有查到，則由所述廣播模塊將該以太報文的目 的MAC地址在除接收到該以太報文的接口以外的所有接口上廣播，並將該以太報文的目的 MAC地址和接收到該以太報文的接口加入MAC地址表。
採用本發明實施方式的技術方案，可使城域網(匯聚網)中的MAC地址數量大幅 度減少，MAC地址表規模相應也大幅度減少；而且無額外的開銷，不佔用額外的帶寬；並且 與現有MAC地址劃分規則和乙太網設備兼容。


圖1為本發明--個實施方式的減小MAC地址表規模的方法流程圖2為本發明--個實施方式的MAC地址轉換的方法示意圖3為本發明--個實施方式的MAC地址表的格式；
圖4為本發明--個實施方式的MAC地址轉換的方法示意圖5為本發明--個實施方式的減小MAC地址表規模的方法流程圖6為本發明--個實施方式的MAC地址轉換的方法示意圖7為本發明--個實施方式的MAC地址表的格式；
圖8為本發明--個實施方式的減小MAC地址表規模的裝置的結構示意圖9為本發明--個實施方式的減小MAC地址表規模的裝置的結構示意圖。
具體實施例方式以下結合具體實施方式
來說明本發明的實現過程。本發明實施方式通過對MAC地址進行網段劃分，根據網絡地址進行MAC地址學習 和轉發，從而減小MAC地址表的規模。本發明的一個實施方式針對目前廣泛採用的MinM和PBB-TE技術存在的問題提出 了一種減小MAC地址表規模的方法，該方法主要通過網段劃分來實現。目前使用的MAC地 址長度為48位，本實施方式在此基礎上引入地址掩碼的概念，將48位的MAC地址區分為網 絡地址和主機地址，網絡地址和主機地址的長度取決於掩碼的長度，在乙太網設備上僅針 對網絡地址進行地址學習，忽略主機地址的不同。該實施方式的減小MAC地址表規模的方 法如圖1所示，包括S11、將接收到的以太報文的目的MAC地址與預先設置的掩碼進行與操作以得到 該目的MAC地址的目的網絡地址。如圖2所示，48位的目的MAC地址00-1E-90-A4-85-8C被劃分為網絡地 址和主機地址兩部分，前M位為網絡地址，後M位為主機地址，將該目的MAC地址 00-1E-90-A4-85-8C與預先設置的掩碼，比如FF-FF-FF-00-00-00，進行與操作，得到該目 的MAC地址的目的網絡地址00-1Ε-90-00-00-00。S12、根據步驟Sll得到的該以太報文的目的網絡地址查MAC地址表，確定是否在 MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址，如果查到目的該網絡地址則轉步驟S14，否 則轉步驟S13，所述MAC地址表的格式如圖3所示，該MAC地址表包括一個或多個MAC地址、 以及每個MAC地址對應的出接口。MAC地址表可以通過學習獲得。S13、如果該以太報文的目的網絡地址在MAC地址表中沒有查到，則將該以太報文 的目的MAC地址在除接收到該以太報文的接口以外的所有接口上廣播，並將該以太報文的 目的MAC地址和接收到該以太報文的接口加入MAC地址表。S14、如果在MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址，則根據查到的出接口轉發該以太報文。目前，現網設備的MAC地址劃分規則為0-23位是由廠家自己分配，24-47位是由 IEEE統一為廠商分配的。也就是說，每一臺設備的MAC地址都是出廠時就已經確定了的， 因此無法根據網絡部署的需要來調整MAC地址的規劃。為了與現在的MAC地址劃分規則兼 容，本發明的另一實施方式中，在接入網和匯聚網之間設置轉換設備，將接入網側的設備的 MAC地址一對一的轉換為統一規劃的虛擬MAC地址。所述匯聚網包括多臺以太設備，轉換設 備與以太設備即終端設備相連接。如圖4所示，轉換設備將接入網側的MAC地址與預先設 置的掩碼，比如FF-FF-FF-00-00-00，進行與操作，得到該MAC地址的虛擬MAC地址，該地址 類似於前述實施例中的虛擬網絡地址。在轉換MAC地址的過程中有可能出現轉換後的虛擬MAC地址重複的情況，如圖4 的轉換設備A在將MAC地址00-1E-90-A4-85-8C和00-E0-FC-A4-85-8C轉換為虛擬MAC地 址00-00-01-00-00-00的過程中會出現虛擬MAC地址的網絡地址重複的情況。在這種情況下，本發明的一個實施方式減小MAC地址表規模的方法的流程如圖5 所示，該方法包括S51、將接收到的以太報文的目的MAC地址與預先設置的掩碼進行與操作以得到 該目的MAC地址的虛擬MAC地址。S52、確定轉換後的虛擬MAC地址是否與MAC地址表中的其他以太報文的虛擬MAC 地址相同，如果相同，則轉步驟S53。如果不同，則轉SM。S53、處理該以太報文的虛擬MAC地址，使之與MAC地址表中的其他以太報文的虛 擬MAC地址不相同，但網絡地址相同。處理完S53後轉SM處理。可選地，在轉換MAC地址的過程中有可能出現轉換後的MAC地址重複的情況，如 圖4轉換設備A在將MAC地址00-1E-90-A4-85-8C和00-E0-FC-A4-85-8C為網絡地址 00-00-01-00-00-00的過程中會出現轉換後得到的虛擬MAC地址的網絡地址重複的情況， 這種情況下轉換設備A將這兩個MAC地址中任意一個，比如00-E0-FC-A4-85-8C進行加1 操作，從而避免地址重複的問題。S54、根據得到的該以太報文的目的網絡地址查MAC地址表，確定是否在MAC地址 表中查到該以太報文的目的網絡地址。根據得到的該以太報文的目的網絡地址查MAC地址表，確定是否在MAC地址表 中查到該以太報文的目的網絡地址，如果查到目的該網絡地址則轉步驟S55，否則轉步驟 S56，所述MAC地址表的格式如圖3所示，該MAC地址表包括一個或多個MAC地址、以及每個 MAC地址對應的出接口。S55、如果在MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址，則根據查到的出接口 轉發該以太報文。S56、如果該以太報文的目的網絡地址在MAC地址表中沒有查到，則將該以太報文 的目的MAC地址在除接收到該以太報文的接口以外的所有接口上廣播，並將該以太報文的 目的MAC地址和接收到該以太報文的接口加入MAC地址表。對於轉換後的虛擬MAC地址的網絡地址存在重複的情況，可選地，也可以採用多 對一的MAC地址轉換方法，如圖6所示，對以太設備，比如乙太網交換機的二層轉發行為進 行擴充，在以太設備進行MAC地址學習時，也對收到的報文的源IP位址進行同步學習，將源IP位址學習到MAC地址表中，並對轉發的二層報文進行源MAC地址替換，替換為網段MAC地 址。因為引入了 IP位址作區分，因此在這種情況下「轉換後的虛擬MAC地址」與「虛擬MAC地 址的網絡地址」是相同的，這樣可以最大限度節省網絡中以太設備的MAC表空間。這種情況 下，MAC地址表如圖7所示，包括網段MAC地址、該網段MAC地址對應的IP位址及該網段MAC 地址對應的出接口。比如網段MAC地址00-1E-90-A4-85-8C對應IP位址192. 168. 100. 101 及接口 1，回程報文，在以太設備，比如交換機上，如果以太報文的多個目的MAC地址為交換 機的本機網段MAC地址，則交換機可以使用目的IP位址信息，從MAC地址表中查詢MAC地 址學習信息，還原用戶側的MAC地址，從而避免了地址重複的問題。如圖8所示，本實施例的一種減小MAC地址表規模的裝置包括接收模塊810、轉 換模塊811、查詢模塊812和廣播模塊813，其中，接收模塊810，用於接收以太報文；轉換模塊811，用於將接收模塊810接收到的以太報文的MAC地址與預先設置的掩 碼進行與操作以得到該目的MAC地址的網絡地址。具體操作方式如圖2及其對應的描述。查詢模塊812，用於根據轉換模塊811處理得到的該以太報文的目的網絡地址查 詢MAC地址表，確定是否在MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址，如果在MAC地址 表中查到該以太報文的目的網絡地址，則根據查到的出接口轉發該以太報文；如果該以太 報文的目的網絡地址在MAC地址表中沒有查到，則由廣播模塊813將該以太報文的目的MAC 地址在除接收到該以太報文的接口以外的所有接口上廣播，並將該以太報文的目的MAC地 址和接收到該以太報文的接口加入MAC地址表。如圖9所示，本實施例的一種減小MAC地址表規模的裝置包括接收模塊910、轉 換模塊911、查詢模塊912、廣播模塊913、確定模塊915和異化模塊916，其中，接收模塊910，用於接收以太報文；轉換模塊911，用於將接收模塊910接收到的以太報文的MAC地址與預先設置的掩 碼進行與操作以得到該目的MAC地址的網絡地址。具體操作方式如圖2及其對應的描述。確定模塊915，用於確定經轉換模塊911轉換後的虛擬MAC地址是否與MAC地址表 中的其他以太報文的虛擬MAC地址相同，如果相同，則轉異化模塊916處理，以使得該以太 報文的虛擬MAC地址與MAC地址表中的其他以太報文的虛擬MAC地址不相同，但是網絡地 址相同，處理之後將該以太報文轉查詢模塊912處理。如果經轉換模塊911轉換後的虛擬 MAC地址與MAC地址表中的其他以太報文的虛擬MAC地址不同，則轉查詢模塊912處理。查詢模塊912，用於根據確定模塊915處理得到的該以太報文的目的網絡地址查 詢MAC地址表，確定是否在MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址，如果在MAC地址 表中查到該以太報文的目的網絡地址，則根據查到的出接口轉發該以太報文；如果該以太 報文的目的網絡地址在MAC地址表中沒有查到，則由廣播模塊913將該以太報文的目的MAC 地址在除接收到該以太報文的接口以外的所有接口上廣播，並將該以太報文的目的MAC地 址和接收到該以太報文的接口加入MAC地址表。採用本發明實施方式的技術方案，可使城域網(匯聚網)中的MAC地址數量大幅 度減少，MAC地址表規模相應也大幅度減少；而且無額外的開銷，不佔用額外的帶寬；並且 與現有MAC地址劃分規則和乙太網設備兼容。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍和不脫離本發明的技術思想範 圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護 範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求
1.一種減少介質訪問控制MAC地址表規模的方法，其特徵在於，包括將接收到的以太報文的目的MAC地址與預先設置的掩碼進行與操作以得到該目的MAC 地址的目的網絡地址；根據得到的該以太報文的目的網絡地址查詢MAC地址表，確定是否在MAC地址表中查 到該以太報文的目的網絡地址；如果在MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址，則根據查到的出接口轉發該以 太報文；如果該以太報文的目的網絡地址在MAC地址表中沒有查到，則將該以太報文的目的 MAC地址在除接收到該以太報文的接口以外的所有接口上廣播，並將該以太報文的目的 MAC地址和接收到該以太報文的接口加入MAC地址表。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在將接收到的以太報文的目的MAC地址與預 先設置的掩碼進行與操作以得到該目的MAC地址的目的網絡地址之後，根據得到的該以太 報文的目的網絡地址查詢MAC地址表，確定是否在MAC地址表中查到該以太報文的目的網 絡地址之前，還包括確定轉換後的虛擬MAC地址是否與MAC地址表中的其他以太報文的虛擬MAC地址相 同，如果相同，處理該以太報文的虛擬MAC地址，使該轉換後的虛擬MAC地址與MAC地址表 中的其他以太報文的虛擬MAC地址不相同，但網絡地址相同。
3.一種減少介質訪問控制MAC地址表規模的裝置，其特徵在於，包括接收模塊、轉換 模塊、查詢模塊和廣播模塊，其中，所述接收模塊，用於接收以太報文；所述轉換模塊，用於將所述接收模塊接收到的以太報文的MAC地址與預先設置的掩碼 進行與操作以得到該目的MAC地址的網絡地址；所述查詢模塊，用於根據所述轉換模塊處理得到的該以太報文的目的網絡地址查詢 MAC地址表，確定是否在MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址，如果在MAC地址表 中查到該以太報文的目的網絡地址，則根據查到的出接口轉發該以太報文；如果該以太報 文的目的網絡地址在MAC地址表中沒有查到，則由所述廣播模塊將該以太報文的目的MAC 地址在除接收到該以太報文的接口以外的所有接口上廣播，並將該以太報文的目的MAC地 址和接收到該以太報文的接口加入MAC地址表。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，該裝置還包括確定模塊和異化模塊，其中，所述確定模塊，用於確定經所述轉換模塊轉換後的虛擬MAC地址是否與MAC地址表中的其他以太報文的虛擬MAC地址相同，如果相同，則轉所述異化模塊處理，以使得該以太 報文的虛擬MAC地址與MAC地址表中的其他以太報文的虛擬MAC地址不相同，但是網絡地 址相同，處理之後將該以太報文轉所述查詢模塊處理；如果經所述轉換模塊轉換後的虛擬 MAC地址與MAC地址表中的其他以太報文的虛擬MAC地址不同，則轉所述查詢模塊處理。
全文摘要
本發明涉及通信領域，尤其涉及一種減少MAC地址表規模的方法和裝置。該方法包括將接收到的以太報文的目的MAC地址與預先設置的掩碼進行與操作以得到該目的MAC地址的目的網絡地址；根據得到的該以太報文的目的網絡地址查詢MAC地址表，確定是否在MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址；如果在MAC地址表中查到該以太報文的目的網絡地址，則根據查到的出接口轉發該以太報文；如果該以太報文的目的網絡地址在MAC地址表中沒有查到，則將該以太報文的目的MAC地址在除接收到該以太報文的接口以外的所有接口上廣播，並將該以太報文的目的MAC地址和接收到該以太報文的接口加入MAC地址表。
文檔編號H04L29/12GK102143067SQ20111004732
公開日2011年8月3日 申請日期2011年2月26日 優先權日2011年2月26日
發明者張瑞, 陳藝彪, 雷奕康 申請人:華為數位技術有限公司