[發明專利]一種路由下一跳不可達的處理方法及系統

有效

• 申請號: 201110328442.5
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102413038A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 孫慶堯
• 申請（專利權）人: 瑞斯康達科技發展股份有限公司
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L29/12
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 王漪

技術領域

本發明涉及網絡通信技術，尤其涉及一種路由下一跳不可達的處理方法及系統。

背景技術

隨著通信技術的發展，網絡規模不斷擴大，路由表的數量也在不斷擴大。如果三層網絡設備依然使用原有的路由表(Routing?Table)處理方式，則設備的安全性、穩定性等將會受到很大的威脅，因此有必要對現有的路由表處理方式進行改進。

三層網絡設備的主要工作就是為經過設備的每個數據包尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數據有效地傳送到目的站點。為了完成這項工作，在三層網絡設備中保存著各種傳輸路徑的相關數據——路由表(Routing?Table)，供路由選擇時使用，表中包含的信息決定了數據轉發的策略。如圖1所示，軟件中保存的一條路由：30.0.0.0?20.0.0.2，這條路由的意義就是，去往網絡30.0.0.0所要經過的下一個設備是設備B?20.0.0.2。

TCP/IP協議中，地址解析協議(ARP)負責將下一跳IP地址解析為下一跳硬件地址(Media?Access?Control，MAC，用來定義網絡設備的位置)。ARP協議是一個軟件模塊，用于解析IP地址對應的MAC地址，保存有一張IP地址和MAC地址的對應關系表。

ARP協議有兩種報文：請求報文和應答報文，當設備A要和設備B通信時，如果設備A只知道設備B的IP地址，而不知道設備B的MAC地址，設備A就會發送一個ARP請求報文，請求設備B的IP地址對應的MAC地址，設備B收到ARP請求報文后發送一個ARP應答報文，告訴設備A它的MAC地址是多少，這樣設備A就能和設備B通信了。

設備A的ARP表中存在一條ARP表項：設備B的IP地址設備B的MAC地址，這樣設備A就學習到了設備B的ARP信息，這就是ARP學習。如果某個時刻設備B和設備A的連接線路出現故障斷開了，設備A上設備B的IP地址對應的ARP表項由于長時間得不到更新，設備A就會刪除設備B的IP地址對應的ARP表項，這就是ARP老化。如果某個時刻設備B的MAC地址發生了變化，設備A就會更新設備B的IP地址對應的ARP表項，這就是ARP更新。

對于三層網絡設備來說，路由協議負責生成路由，并將路由下發形成路由表用來指導三層報文轉發。在IP網絡中，IP數據包到達三層網絡設備后，會進行路由表的查找，查找得到下一跳的MAC地址才能進行報文的封裝，從而將報文通過鏈路層進行正確的轉發，如果路由的下一跳不可達(如圖1所示，由于設備C和設備A之間的線路斷開了，路由40.0.0.0?20.0.0.3的下一跳就是不可達的)，就無法得到下一跳的MAC地址，該IP數據包只能被丟棄。

對于路由下一跳不可達的問題，現有的處理方式有兩種：

1)下一跳不可達的路由，如圖1所示，軟件中保存的一條路由：40.0.0.020.0.0.3，由于設備C和設備A之間的線路斷開了，對設備A來講，設備C就變成了不可達的下一跳設備。設備A就把40.0.0.0這條路由的下一跳暫時修改為設備A的MAC添加到硬件路由表中。報文到來后，硬件芯片把報文交到設備A進行軟件處理，設備A向下一跳20.0.0.3發送ARP請求報文，如果學習到下一跳的MAC，則更新硬件路由表，把下一跳改為正確的下一跳MAC地址0005.1111.3333，把該報文發送到下一跳設備，否則丟棄該報文。

2)下一跳不可達的路由，直接添加到硬件路由表中，硬件保存下一跳的IP地址而不是MAC地址，報文到來后，查找硬件路由表得到下一跳IP地址，如果下一跳不可達，由芯片構造ARP請求報文進行ARP學習，如果學習到下一跳的MAC地址，把該報文發送到下一跳設備，如果未學習到下一跳的MAC地址則丟棄該報文。

對于路由下一跳不可達的問題，考慮到安全性和高效性等因素，發現上述第一種處理方式存在著如下問題：

大型網絡中，大量的報文匹配到下一跳不可達的路由，從而上交到CPU，導致CPU利用率上升，占用寶貴的CPU資源，嚴重時甚至導致系統崩潰。而且每個報文的到來，CPU都會發送相應的ARP請求報文，占用較多的網絡帶寬。

對于上述第二種處理方式，存在著如下問題：

這種處理方式需要芯片構造ARP請求報文，但是市場上很多芯片都不支持這種構造ARP請求報文的功能，對一些設備來說更換芯片又存在著較大的成本支出。而且，每個報文的到來，硬件都會發送相應的ARP請求報文，也會占用大量的網絡帶寬。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術面對下一跳不可達的路由占用大量網絡帶寬的不足。