[發明專利]媒體接入控制地址表更新方法、裝置及網絡設備

有效

• 申請號: 201110008534.5
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102045262A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 蔡強;舒兆港
• 申請（專利權）人: 福建星網銳捷網絡有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L12/28
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本發明涉及通信技術領域，尤指一種媒體接入控制(Media?Access?Control，MAC)地址表更新方法、裝置及網絡設備。

背景技術

以太網中每個節點對應一個MAC地址，交換機接收到以太網報文時，提取報文中的源MAC地址，連同與之連接的端口號和虛擬局域網(Virtual?LocalArea?Network，VLAN)號存放到硬件表項中，這個硬件表項就稱為MAC地址表。在需要向節點轉發報文時根據報文的目的MAC地址，在MAC地址表中查找與之連接的端口號，將報文從該端口轉發出去。

圖1所示即為交換機中的MAC地址表工作原理示意圖。其中，節點1、節點2、節點3的MAC地址分別為1111.1111.1111、2222.2222.2222、3333.3333.3333，分別與交換機的端口p1、p2、p3連接，歸屬于相同VLAN網段(vlan1)。節點4和節點5的MAC地址分別為4444.4444.4444和5555.5555.5555，分別與交換機的端口p4和p5連接屬于另外一個VLAN網段(vlan2)。

交換機初始化的時候，MAC地址表為空。當節點1與節點3進行通信時，交換機學習MAC地址：節點1發送報文，源MAC地址為1111.1111.1111，目的MAC地址為3333.3333.3333，該報文從端口p1進入交換機，此時交換機則提取報文源MAC地址、VLAN號以及對應的端口號填入MAC地址表：1111.1111.1111+vlan1-＞p1。然后查找MAC地址表有沒有與目的MAC地址(3333.3333.3333)對應的表項，結果沒有找到，則將報文廣播到除p1口之外的相同網段內其他所有端口(p2和p3)。節點2和節點3都會收到該報文，其中節點2判斷報文目的MAC不是自己，則丟棄報文；節點3接收報文并對節點1進行應答，應答報文的源MAC地址則為3333.3333.3333，目的MAC則為1111.1111.1111。應答報文從端口p3進入交換機，交換機學習MAC地址，增加一條表項：3333.3333.3333+vlan1-＞p3。此后如有目的地址為1111.1111.1111或3333.3333.3333的報文，則可以直接查找MAC地址表實現報文轉發了。

因此，交換機MAC地址表中的表項越多，命中率越高。而交換機內部地址表的容量受交換芯片的限制，一般為16M或32M。目前通常采用外部三態內容尋址存儲器(Ternary?Content?Addressable?Memory，TCAM)來進行擴容，但外部TCAM中的表項不能通過硬件學習自動加入。現有技術中采用外部TCAM擴容后，學習到新的MAC地址表項時的處理流程如圖2所示，包括下列步驟：

(1)學習到新的MAC地址表項。

例如：內部地址表學習到一條新的MAC地址表項——表項C時。其中新的MAC地址表項是指內部地址表中原來不存在的MAC地址表項。

(2)檢查外部TCAM中是否存在該地址表項。

若是，執行步驟(3)；否則執行步驟(4)。

例如：學習到表項C之前，內部地址表和外部TCAM的初始狀態如圖3所示，內部地址表的哈希桶1中有表項A，哈希桶2中有表項B，......，哈希桶n中有表項X和Y；外部TCAM中有表項C和D。此時，外部TCAM中存在表項C，執行步驟(3)。

(3)將該地址表項從外部TCAM中刪除，以免外部TCAM和內部地址表存在相同的地址表項，造成空間浪費。

將表項C從外部地址表中刪除。

(4)檢查內部地址表中是否存在與該地址表項屬于同一哈希桶的其他地址表項。

若是，執行步驟(5)；否則執行步驟(6)。

例如：表項C落在哈希桶1中，與表項C屬于同一哈希桶的其他表項為表項A。

(5)從內部地址表中的與該地址表項屬于同一哈希桶的其他地址表項中選擇一個，轉移到外部TCAM中，并將選擇地址表項從內部地址表中刪除。

例如：將哈希桶1中的表項A轉移到外部地址表中，轉移之后，內部地址表和外部TCAM的狀態如圖4所示，內部地址表的哈希桶1中有表項C，哈希桶2中有表項B，......，哈希桶n中有表項X和Y；外部TCAM中有表項A和D。

(6)結束。