[發(fā)明專利]一種三層報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910136159.5
• 申請(qǐng)日: 2009-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN101540731A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李捷;王慶文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州華三通信技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04L12/56
• 分類號(hào): H04L12/56;H04L29/06
• 代理公司: 北京鑫媛睿博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 龔家驊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三層報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)方法及裝置。

背景技術(shù)

交換設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)著大量網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，為了提高交換設(shè)備的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)效率，通常將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)和路由表維護(hù)分開進(jìn)行，報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)由交換設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)模塊完成，路由表維護(hù)由交換設(shè)備的CPU(Central?ProcessingUnit，中央處理單元)進(jìn)行，這樣在交換設(shè)備內(nèi)形成了控制組件(CPU)和轉(zhuǎn)發(fā)組件(轉(zhuǎn)發(fā)模塊)分離的構(gòu)架形式。由于CPU僅完成相對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)表的處理操作，對(duì)其性能要求也大大下降，從而可以降低成本。通常，報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)是獨(dú)立進(jìn)行的，以三層ARP(Address?Resolution?Protocol，地址解析協(xié)議)數(shù)據(jù)為例，當(dāng)交換設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)模塊已知報(bào)文相對(duì)應(yīng)的ARP表項(xiàng)時(shí)，該報(bào)文由轉(zhuǎn)發(fā)模塊直接處理轉(zhuǎn)發(fā)，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)模塊中不存在該ARP表項(xiàng)時(shí)，例如由于ARP表項(xiàng)老化或交換設(shè)備重新啟動(dòng)等原因，轉(zhuǎn)發(fā)模塊無法確定該報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的目的地址，此時(shí)需要交換設(shè)備向服務(wù)器發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文以獲得該ARP表項(xiàng)。為此，轉(zhuǎn)發(fā)模塊將該種報(bào)文送往CPU，CPU分析后向服務(wù)器發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文，等待服務(wù)器發(fā)送的ARP回應(yīng)報(bào)文到達(dá)后刷新轉(zhuǎn)發(fā)模塊中的ARP表項(xiàng)，這樣，轉(zhuǎn)發(fā)模塊就可依據(jù)新的ARP表項(xiàng)進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。

由于交換設(shè)備中CPU的交換性能遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)發(fā)模塊，當(dāng)去向CPU的三層未匹配報(bào)文(在轉(zhuǎn)發(fā)模塊中該報(bào)文對(duì)應(yīng)的ARP表項(xiàng)不存在，無法根據(jù)ARP表項(xiàng)及報(bào)文目的地址確定該報(bào)文的目的MAC地址和出端口)的數(shù)量較大時(shí)，CPU無法及時(shí)從服務(wù)器獲取新ARP表項(xiàng)，CPU的報(bào)文入口將會(huì)被這些報(bào)文阻塞，CPU入口會(huì)按照隊(duì)列丟棄報(bào)文，和三層未匹配報(bào)文處在同樣CPU隊(duì)列的報(bào)文會(huì)被丟掉一部分，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)無法正常進(jìn)行。

當(dāng)CPU收到來自轉(zhuǎn)發(fā)模塊的ARP請(qǐng)求報(bào)文后，先向轉(zhuǎn)發(fā)模塊中寫入指導(dǎo)該報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的假ARP表項(xiàng)(這個(gè)ARP表項(xiàng)設(shè)置轉(zhuǎn)發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)模塊“黑洞”，即將該報(bào)文的目的MAC地址或出端口設(shè)置為不存在，當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)模塊根據(jù)報(bào)文目的地址在該假ARP表項(xiàng)中找不到對(duì)應(yīng)目的MAC地址或出端口時(shí)，直接丟棄該報(bào)文)，再向服務(wù)器發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文，根據(jù)交換設(shè)備的CPU處理能力不同，該假ARP表項(xiàng)在轉(zhuǎn)發(fā)模塊中保持一定時(shí)間(該時(shí)間為CPU獲取新ARP表項(xiàng)的時(shí)間)，保證同樣目的地址的三層報(bào)文進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)模塊后，按照該假ARP表項(xiàng)直接丟棄，不再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這樣在CPU等待收取ARP回應(yīng)報(bào)文時(shí)，去往該ARP目的地址的報(bào)文不再擁塞CPU，也不影響網(wǎng)上其他業(yè)務(wù)。

現(xiàn)有技術(shù)中，一種報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)場(chǎng)景如圖1所示，PC(個(gè)人計(jì)算機(jī))通過交換設(shè)備訪問服務(wù)器，報(bào)文在交換設(shè)備做三層轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)PC訪問服務(wù)器，但是交換設(shè)備還沒有學(xué)習(xí)到服務(wù)器的ARP表項(xiàng)時(shí)，PC通過交換設(shè)備進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的過程包括以下步驟：

步驟101，PC向交換設(shè)備發(fā)送報(bào)文，該報(bào)文在交換設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)模塊上為三層未匹配報(bào)文，交換設(shè)備開始ARP學(xué)習(xí)過程，即交換設(shè)備中轉(zhuǎn)發(fā)模塊向CPU發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文，CPU向轉(zhuǎn)發(fā)模塊下發(fā)假ARP表項(xiàng)；

步驟102，交換設(shè)備的CPU向服務(wù)器發(fā)送ARP請(qǐng)求報(bào)文，以獲得該三層未匹配報(bào)文的目的地址對(duì)應(yīng)的ARP表項(xiàng)；

步驟103，交換設(shè)備的CPU收到服務(wù)器發(fā)送的ARP回應(yīng)報(bào)文，該回應(yīng)報(bào)文中攜帶該三層未匹配報(bào)文的目的地址對(duì)應(yīng)的ARP表項(xiàng)；

步驟104，交換設(shè)備的CPU根據(jù)ARP回應(yīng)報(bào)文中攜帶的新ARP表項(xiàng)更新轉(zhuǎn)發(fā)模塊中的ARP表項(xiàng)的目的MAC地址和出端口，使PC再次發(fā)送的該報(bào)文可以通過交換設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)模塊直接轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器。

該種報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)場(chǎng)景中，交換設(shè)備更新ARP表項(xiàng)為真正目的MAC地址和出端口之前，三層報(bào)文都會(huì)匹配轉(zhuǎn)發(fā)模塊的假ARP表項(xiàng)，按照“黑洞”丟棄報(bào)文。當(dāng)CPU處理能力比較差、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境比較差時(shí)，由于交換設(shè)備比較長(zhǎng)的時(shí)間收不到服務(wù)器的ARP回應(yīng)報(bào)文以更新轉(zhuǎn)發(fā)模塊中的ARP表項(xiàng)，會(huì)有很多報(bào)文丟棄。

另一種報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)場(chǎng)景如圖2所示，PC通過交換設(shè)備訪問外部網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器有兩條鏈路(鏈路A和鏈路B)，由于通過鏈路A和鏈路B去往服務(wù)器的路徑長(zhǎng)短不同，這兩條鏈路不等價(jià)，所以形成的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)指向其中一條鏈路(鏈路A，稱為主路徑)，另外一條鏈路作為備份(鏈路B，稱為備份路徑)。PC?通過交換設(shè)備進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的過程包括以下步驟：

步驟201，當(dāng)兩條鏈路都可達(dá)時(shí)，去往服務(wù)器地址的路由指向主路徑。