CN101110721A

CN101110721A - 利用以太网交换机媒体接入控制地址表空间的方法

Info

Publication number: CN101110721A
Application number: CNA2006100994277A
Authority: CN
Inventors: 杨自鹏
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2026-07-18
Also published as: CN100531085C

Abstract

一种利用以太网交换机MAC地址表空间的方法，该交换机包括主控交换处理单元和若干子交换处理单元，该方法包括步骤：某个子交换处理单元学习到某个MAC地址，生成一包含该MAC地址对应的虚拟局域网VLAN和端口PORT的MAC地址条目，添加到本处理单元的芯片MAC地址表；所述子交换处理单元将生成的所述MAC地址条目通知主控交换处理单元，该主控交换处理单元再通知到其他子交换处理单元；其他子处理单元分别判断本处理单元是否有该MAC地址条目中的VLAN的成员端口，如果有，将该MAC地址条目添加到本处理单元的芯片MAC地址表，如果没有，则不添加。本发明可以有效利用以太网交换机的芯片MAC地址表空间。

Description

利用以太网交换机媒体接入控制地址表空间的方法

技术领域

本发明涉及以太网通信技术，更具体的说，是一种用来实现在以太网交换机上利用交换机有限的芯片MAC(媒体接入控制)地址表的处理方法。

背景技术

随着因特网的高速发展，以太网网络逐渐成为人们日常工作和生活中必不可少的工具，从而对以太网交换机的需求和处理能力也越来越高。众所周知，以太网交换机目前来说还是一个成本很高的高科技产品。那么，我们怎么才能在成本一定的情况下，使以太网交换机的数据交换能力得到更大的发挥呢？

目前以太网交换机的二层交换是由MAC地址(MAC地址即在媒体接入层上使用的地址，也叫物理地址)转发表来实现的。交换机在收到一个数据帧以后，先学习数据帧的源MAC地址以及数据帧所应属于的VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)，以及数据帧进入交换机的物理端口PORT。按照这种方法就会形成一个表项：MAC+VLAN-＞PORT，经过学习各个端口下的各个设备的源MAC地址以后形成很多的这样的表项，这就是MAC地址表，那么在数据帧交换的时候就可以拿数据帧的目的MAC来查这些表项，将数据帧快速的转发到相应的端口。

如图1所示，目前分布式以太网交换机的模型是整个交换机有多个小的子交换处理单元，这些小的子处理单元由一个大的主控交换处理单元连接起来，这样整个交换机就形成了一个交换网络，从而实现高端口密度高容量的交换。目前的做法是当某个子交换单元学习到某个MAC地址时会添加本单元的MAC地址表，同时通知主控处理单元，主控处理单元再通知其它子处理单元，其它子处理单元再将这个MAC地址写到MAC地址表，通过这种做法最后所有这些交换单元的MAC地址表内容是保持一致的。但是这种做法在VLAN配置不同的情况下有些浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用以太网交换机MAC地址表空间的方法，利用这个方法可以有效利用以太网交换机的MAC地址表空间。

以太网交换机用来作转发决定的MAC地址表存储在内存中的，这些内存集成在以太网交换芯片之中，其空间大小是一定的。怎么才能使这个有限的空间得到有效的利用呢。为解决这个技术问题，本发明提供了一种利用以太网交换机媒体接入控制MAC地址表空间的方法，该交换机包括主控交换处理单元和若干子交换处理单元，该方法包括以下步骤：

(a)某个子交换处理单元学习到某个MAC地址，生成一包含该MAC地址对应的虚拟局域网VLAN和端口PORT的MAC地址条目，添加到本处理单元的芯片MAC地址表；

(b)所述子交换处理单元将生成的所述MAC地址条目通知主控交换处理单元，该主控交换处理单元再通知到其他子交换处理单元；

(c)其他子处理单元分别判断本处理单元是否有该MAC地址条目中的VLAN的成员端口，如果有，将该MAC地址条目添加到本处理单元的芯片MAC地址表，如果没有，则不添加。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(b)中，主控交换处理单元收到子交换处理单元的通知后，还将所述MAC地址条目添加到本处理单元的软件MAC表。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述步骤(c)中，其他子交换处理单元无论是否在芯片MAC地址表添加所述MAC地址条目，均将该MAC地址条目保存在本处理单元的软件MAC地址表中。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：当某个VLAN的成员端口数目变化时，主控处理单元将该VLAN成员端口的变化信息通知到各子交换处理单元，各子处理单元得到通知后，如判断该VLAN在本处理单元的成员端口从无到有，则将该VLAN相关的所有MAC地址条目添加到本处理单元的芯片MAC地址表中。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：当某个VLAN的成员端口数目变化时，主控处理单元将该VLAN成员端口的变化信息通知到各子交换处理单元，各子处理单元得到通知后，如判断该VLAN在本处理单元的成员端口从有到无，则将本处理单元的芯片MAC地址表中该VLAN相关的所有MAC地址条目删除。

进一步地，上述方法还可具有以下特点：所述子交换处理单元是从本处理单元的软件MAC地址表中获取所述VLAN相关的所有MAC地址条目，或者，主控交换处理单元在通知各子交换处理单元所述VLAN成员端口的变化信息时，将其软件MAC地址表中与所述VLAN相关的所有MAC地址条目重新通知各子交换处理单元，所述子交换处理单元从中获取所述VLAN相关的所有MAC地址条目。

与现有技术相比较，本发明在向子交换处理单元添加MAC地址转发条目的时候，添加了对本交换处理单元内是否成员属于MAC地址所在的VLAN，如果没有则先不写入芯片MAC地址表，这样做到了节省了MAC地址表的有限空间。由于该处理单元没有该VLAN的成员，所以不会用到该MAC地址条目来进行转发，从而对整个以太网交换机的二层转发没有任何影响，同时能使整个以太网交换机能够学习更多的MAC地址，更加充分利用了MAC地址表的空间，使交换机的交换容量大大提高。

附图说明

图1是有主控交换处理单元和子交换处理单元的交换机结构示意图。

图2是子交换处理单元收到主控交换处理单元MAC地址添加流程图。

图3是子交换处理单元收到主控交换处理单元VLAN成员变化流程图。

具体实施方式

本发明的总的发明构思是根据分布式交换机VLAN(Virtual Local AreaNetwork，虚拟局域网)成员在各个子交换处理单元上存在与否来添加子处理单元的MAC地址表，以更加有效、充分的利用以太网交换机有限的芯片MAC地址表空间。

下面结合附图对本发明按VLAN添加MAC地址的处理方法进行说明。

本实施例有效利用MAC地址表空间的方法包括以下几个步骤：

第一步，某个子交换处理单元学习到某个MAC地址以后，生成一MAC地址条目，添加到本单元的MAC地址表，同时通知主控处理单元；

第二步，主控处理单元得到消息后通知其它子处理单元；

第三步，其它子处理单元在收到主控处理单元的通知后，根据该MAC地址条目中的虚拟局域网VLAN来进行判断，分为两种情况：

本处理单元有该VLAN的成员端口，即该处理单元有端口属于该VLAN，将该MAC地址条目添加到本处理单元的芯片MAC地址表。

本处理单元没有该VLAN的成员端口，不将该MAC地址条目添加到本处理单元的芯片MAC地址表中。

具体地，主控交换处理单元向其他子交换处理单元发出添加通知后，其他子交换处理单元按图2所示的处理流程进行以下步骤：

步骤201：子处理单元收到主处理单元的MAC通知，请求添加表项MAC+VLAN-＞PORT；

步骤202：该子处理单元判断本处理单元是否有端口属于这个VLAN，如果有则执行步骤203，否则，不执行添加操作，直接执行步骤204；

步骤203：向芯片MAC地址表添加该MAC地址条目；

步骤204：该子处理单元将该MAC地址条目保存在本处理单元CPU的软件MAC地址表中。

另外，在某个VLAN的成员端口数目变化时，主控处理单元将该VLAN成员端口的变化信息通知各子交换处理单元，子处理单元得到通知后根据该VLAN成员在各个子交换处理单元上存在与否来添加或删除该VLAN的MAC地址表，以适应该变化。具体处理流程如图3所示，包括以下步骤：

步骤301：子交换处理单元收到主控交换处理单元VLAN成员端口数目变化的通知；

步骤302：子交换处理单元判断往该VLAN添加成员还是从该VLAN删除成员，如果添加成员则执行步骤303，如果是删除成员则执行步骤306；

步骤303：该VLAN成员端口数加1；

步骤304：该子交换处理单元判断本处理单元的端口在该VLAN中的端口数是否为1，若为1则执行步骤305，否则结束；

步骤305：该子交换处理单元从CPU软件MAC表中找出属于该VLAN的MAC地址条目添加到芯片表中，结束；

步骤306：该VLAN成员端口数减1；

步骤307：该子交换处理单元判断本处理单元的端口在该VLAN中的端口数是否为0，若为0则执行步骤308，否则结束；

步骤308：该子交换处理单元删除芯片表中该VLAN的MAC地址条目。

下面用一个实例来加以说明。

如图1所示，分布式以太网交换机，有一个主控交换处理单元、四个子交换处理单元，16个端口分布在四个子交换处理单元上。

如果某一时刻，子交换处理单元1的端口1学习到了一个MAC地址，地址为A，VLAN为2，那么就会生成一个MAC地址条目：MACA+VLAN2-＞端口1，添加自己的芯片MAC地址表，同时通知主控交换处理单元这个地址消息。

主控交换处理单元收到子交换处理单元1的学习到新的MAC地址消息后，将其中的MAC地址条目添加到自己的软件MAC表，同时通知其他子交换处理单元添加该MAC地址条目。

对于子交换处理单元2来说，收到添加请求后，则判断本处理单元的端口5、6、7、8中是否有端口属于VLAN2，如果有，则向芯片添加该MAC地址条目；如果端口5、6、7、8均不在VLAN2中，则取消向芯片添加该MAC地址，并将该MAC地址保存在本子处理单元CPU的软件MAC地址表中。

当子交换处理单元2收到主控交换处理单元VLAN成员端口数目变化的通知时：

如果是某个VLAN如VLAN2添加成员端口，如果原来VLAN2在本交换处理单元没有成员端口，现在变成了有成员端口，则需要从CPU的软件MAC表中取出所有VLAN2的MAC地址条目添加到芯片中；如果原来VLAN2在本交换处理单元就已经存在成员端口，则不需要任何操作。

如果是某个VLAN如VLAN2删除成员端口，如果原来VLAN2在本交换处理单元有成员端口，现在删除了成员端口后，如果VLAN2在本交换处理单元的端口成员数目为0，则需要删除本交换处理单元芯片MAC表中所有VLAN2的MAC地址条目；其他的情况则不需要任何操作。

综上所述，以太网交换机用来作转发决定的MAC地址表存储在内存中的，这些内存集成在以太网交换芯片之中，其空间大小是一定的。与现有技术相比较，本发明在向子交换处理单元添加MAC地址转发条目的时候，添加了对本交换处理单元内是否成员属于MAC地址所在的VLAN，如果没有则先不写入MAC地址表，这样做到了节省了MAC地址表的有限空间。由于该处理单元没有该VLAN的成员，所以不会用到该MAC地址条目来进行转发，从而对整个以太网交换机的二层转发没有任何影响，同时能使整个以太网交换机能够学习更多的MAC地址，更加充分利用了MAC地址表的空间，是交换机的交换容量大大提高。

本发明在上述本实施例的基础上还可以有各种变换。例如，在某子处理单元没有MAC地址条目中的VLAN时，也可不再将该MAC地址条目保存在本处理单元的软件MAC地址表，在VLAN成员端口数目变化时，可以由主控交换单元根据CPU的软件MAC地址表重新将该VLAN相关的所有MAC地址条目通知到各子处理单元。

Claims

1.一种利用以太网交换机媒体接入控制MAC地址表空间的方法，该交换机包括主控交换处理单元和若干子交换处理单元，该方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(b)中，主控交换处理单元收到子交换处理单元的通知后，还将所述MAC地址条目添加到本处理单元的软件MAC表。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤(c)中，其他子交换处理单元无论是否在芯片MAC地址表添加所述MAC地址条目，均将该MAC地址条目保存在本处理单元的软件MAC地址表中。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：当某个VLAN的成员端口数目变化时，主控处理单元将该VLAN成员端口的变化信息通知到各子交换处理单元，各子处理单元得到通知后，如判断该VLAN在本处理单元的成员端口从无到有，则将该VLAN相关的所有MAC地址条目添加到本处理单元的芯片MAC地址表中。

5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于：当某个VLAN的成员端口数目变化时，主控处理单元将该VLAN成员端口的变化信息通知到各子交换处理单元，各子处理单元得到通知后，如判断该VLAN在本处理单元的成员端口从有到无，则将本处理单元的芯片MAC地址表中该VLAN相关的所有MAC地址条目删除。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述子交换处理单元是从本处理单元的软件MAC地址表中获取所述VLAN相关的所有MAC地址条目，或者，主控交换处理单元在通知各子交换处理单元所述VLAN成员端口的变化信息时，将其软件MAC地址表中与所述VLAN相关的所有MAC地址条目重新通知各子交换处理单元，所述子交换处理单元从中获取所述VLAN相关的所有MAC地址条目。