[發(fā)明專利]MAC地址表更新方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010145545.3
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN101841473A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 任東華
• 申請（專利權）人: 北京星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡技術有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L12/28;H04L12/24
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權代理有限公司 11205
• 代理人: 王申

技術領域

本發(fā)明實施例涉及數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)幀轉發(fā)技術領域，尤其涉及一種媒體訪問控制(Media?Access?Control，簡稱：MAC)地址表更新方法及裝置。

背景技術

在現(xiàn)有數(shù)據(jù)鏈路層轉發(fā)技術中，當網(wǎng)絡設備采用多核處理器對以太網(wǎng)幀操作時，為了避免對共享資源的表項的操作沖突，現(xiàn)有技術中采用了設置自旋鎖或讀寫鎖的方式，如果采用自旋鎖在任何時刻只能有一個保持者獲得鎖，也就說，在任何時刻最多只能有一個處理器核獲得自旋鎖。如果自旋鎖已經(jīng)被別的處理器核保持，本處理器核就一直循環(huán)在那里直到該自旋鎖的保持者已經(jīng)釋放了鎖，″自旋″一詞就是因此而得名；也可采用讀寫鎖機制(讀寫鎖實際是一種特殊的自旋鎖，它把對共享資源的訪問者劃分成讀者和寫者，讀者只對共享資源進行讀訪問，寫者則需要對共享資源進行寫操作。這種鎖相對于自旋鎖而言，能提高并發(fā)性，因為在多處理器系統(tǒng)中，它允許同時有多個處理器讀者同時來訪問共享資源，最大可能的讀者數(shù)為實際的邏輯CPU數(shù)。寫者是排他性的，一個讀寫鎖同時只能有一個寫者或多個讀者(與處理器核數(shù)相關)獲得鎖，但不能同時既有讀者又有寫者獲得鎖。如果讀寫鎖當前沒有讀者，也沒有寫者，那么寫者可以立刻獲得讀寫鎖，否則該寫者必須自旋在那里，直到?jīng)]有任何寫者或讀者；如果讀寫鎖沒有寫者，那么讀者可以立即獲得該讀寫鎖，否則讀者必須自旋在那里，直到寫者釋放該讀寫鎖。其中，寫操作包括向MAC地址表中添加和刪除表項或?qū)σ延械谋眄椷M行更新。這里對MAC地址表進行操作指的是基于多核處理器的網(wǎng)絡設備用于二層轉發(fā)(網(wǎng)橋模式)中，對收到的以太網(wǎng)幀的源MAC地址進行學習和刷新(學習到的MAC地址存放的地方稱為MAC地址表，記錄學到的MAC地址對應的接口)，對以太網(wǎng)幀的目的MAC地址進行查找。如果未在MAC地址表中找到目的MAC地址，則要在所有的網(wǎng)絡接口進行廣播。如果在MAC地址表中找到了目的MAC地址項，則利用表中的接口信息進行發(fā)送。因此二層轉發(fā)為了減少廣播必須進行MAC地址學習。為了維護MAC地址表，收到以太網(wǎng)幀后要對以太網(wǎng)幀中的源MAC地址表項不斷地更新；同時經(jīng)過一段時間如果沒有以太網(wǎng)幀對MAC表項進行更新必須對該MAC地址項進行老化刪除，以免MAC地址表滿掉。

現(xiàn)有技術中處理MAC地址表至少存在如下問題：

對MAC地址表的表項進行更新操作時，由于多核處理器的讀操作可以并發(fā)執(zhí)行，但寫操作只能單獨執(zhí)行，因此，寫操作降低了多核處理器的并發(fā)性。為了克服該缺陷，現(xiàn)有技術中采用了如下方案：

(1)根據(jù)IP以太網(wǎng)幀的5元組信息另建一個IP地址表，該IP表記錄了以太網(wǎng)幀出口和入口信息。在首以太網(wǎng)幀收到時同時建立MAC地址表和IP地址表，并且在MAC地址表中記錄IP會話的個數(shù)。多核處理器收到以太網(wǎng)幀后如果可以在該IP表中找到就不再查MAC地址表，MAC地址老化時間到了后如果關聯(lián)的IP會話存在則該MAC地址表暫不刪除，直到關聯(lián)的IP會話不存在了才可刪除MAC表項。這個處理方法可以一定程度減少MAC地址表訪問的次數(shù)。

但這種方案的缺陷在于：由于IP會話時間通常都較長(如TCP會話穩(wěn)定狀態(tài)的老化時間通常是1小時)，MAC表項的老化時間受IP會話時間長短的制約而無法進行人為控制，使得MAC表項的老化時間也隨之變長，因此會影響表項老化過程。因此，一些無用的表項不能及時被刪除，從而浪費了MAC地址表的存儲空間資源。并且，這種方案也只能適用于IP幀，而無法用于其他以太網(wǎng)幀，如地址解析協(xié)議(Address?ResolutionProtocol，簡稱：ARP)等。

(2)采用三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器(Ternary?Content?Addressable?Memory，簡稱：TCAM)存儲MAC地址，以實現(xiàn)快速查找。

但這種方案的缺陷在于：TCAM是一種硬件裝置，價格昂貴，因此增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供一種MAC地址表更新方法及裝置，用以減少寫操作的次數(shù)，提高了多核處理器的并發(fā)性。

本發(fā)明實施例提供一種MAC地址表更新方法，其中包括：

接收到以太網(wǎng)幀后，根據(jù)該以太網(wǎng)幀的源MAC地址在MAC地址表中查找相應的表項；

如果查找成功，則計算接收到所述以太網(wǎng)幀時的系統(tǒng)時間戳與查找到的表項中記錄的表項時間戳的差值；

當所述差值大于預設值時，用所述系統(tǒng)時間戳更新所述表項時間戳。

本發(fā)明另一實施例提供一種MAC地址表更新裝置，其中包括：

查找模塊，用于當接收到以太網(wǎng)幀后，根據(jù)該以太網(wǎng)幀的源MAC地址在MAC地址表中查找相應的表項；