CN101729416A - 处理地址查找失败报文的方法和板卡 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种处理地址查找失败报文的方法和板卡，其中方法包括：第一板卡接收一数据报文；若所述第一板卡的MAC表中没有所述数据报文的目的MAC地址，则确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文；所述第一板卡将所述DLF报文重定向至MAC表容量比所述第一板卡的MAC表容量大的第二板卡上。本发明能够降低DLF包广播概率，提高板卡的端口带宽利用率和***整体性能。

Description

处理地址查找失败报文的方法和板卡

技术领域

本发明涉及一种以太网交换设备的报文处理技术，特别是指一种处理DLF(Destination Lookup Failure，地址查找失败)报文的方法和板卡。

背景技术

目前交换机对DLF报文(即地址查找失败报文)的处理，一般都是在VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)内进行广播。

图1为一个典型的分布式交换机***模型，分布式交换机***还包括：由几个独立交换机级联而成的***，本发明中仅以图1中的***为例进行说明，但不限于该类型；如图1所示：

该***一般包括多块板卡，如图中的板卡1～板卡4，其中，板卡1、板卡2、板卡3和板卡4均与一背板连接，并通过背板传输报文；

该图1中，假设板卡1的接口1(即Port 1)，板卡2的接口2(即Port 2)，板卡3的接口3(即Port 3)，以及板卡4的接口4(即Port 4)均属于VLAN 1；

假设该板卡1的MAC(Media Access Control，介质访问控制)表容量为16K，板卡2的MAC表容量为32K，板卡3的MAC表容量为16K，板卡4的MAC表容量为16K；

板卡1上的MAC表容量已达到最大值，不能再添加新的MAC。

如果板卡1的Port 1收到了一个数据包，并且这个数据包在板卡1上没有查到目的MAC(即是一个DLF包)，此时，板卡1会向VLAN 1的所有成员端口广播该数据包，Port 2、Port 3和Port 4都将收到该数据包。

如果该数据包的目的MAC在板卡2上存在，且出口为Port 2，那么Port 3和Port 4收到的该数据包就是多余的，浪费了Port 3和Port 4的端口带宽。

在分布式交换机***中，当MAC表容量较小的那块板卡，因MAC表容量达到最大值，而不能继续添加新的MAC时，后续进入该板卡的数据包查不到目的MAC的概率将高出MAC表容量最大的板卡，在某些极端情况下，这种差距会很大，这样，对于***端口带宽的浪费也会比较大，最终影响了***的整体性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够降低DLF报文广播概率的处理地址查找失败报文的方法和板卡，提高板卡的端口带宽利用率和***整体性能。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种处理地址查找失败报文的方法，包括：

第一板卡接收一数据报文；

若所述第一板卡的MAC表中没有所述数据报文的目的MAC地址，则确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文；

所述第一板卡将所述DLF报文重定向至MAC表容量比所述第一板卡的MAC表容量大的第二板卡上。

其中，第一板卡将所述DLF报文重定向至MAC表容量比所述第一板卡的MAC表容量大的第二板卡上的步骤具体为：

第一板卡将所述DLF报文重定向至所述第一板卡所在网络中MAC表容量最大的第二板卡上。

其中，第一板卡将所述DLF报文重定向至所述第一板卡所在网络中MAC表容量最大的第二板卡上后包括：

在所述第二板卡的MAC表中，查找所述DLF报文的目的MAC地址；

若所述第二板卡的MAC表中没有所述DLF报文的目的MAC地址，则将所述DLF报文在所述第一板卡所在网络中进行广播，否则，将所述DLF报文发送至所述目的MAC地址指示的目的端口。

其中，将所述DLF报文在所述第一板卡所在网络中进行广播前，还包括：

对所述第一板卡的端口进行隔离。

其中，对所述第一板卡的端口进行隔离的步骤具体为：

对所述第一板卡的端口隔离表项中设置：从该端口发出报文的方向是通路状态，报文进入该端口的方向是阻断状态。

其中，若所述第二板卡的MAC表中没有所述DLF报文的目的MAC地址时，还包括：

将所述DLF报文的源MAC地址加入到所述第二板卡的MAC表中。

其中，确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文时，还包括：

在所述DLF报文的包头字段，设置用于标记该报文为DLF报文的标识。

本发明的实施例还提供一种板卡，包括：第一端口和第二端口；还包括：

查找单元，用于查找所述板卡的MAC表，判断所述MAC表中是否存在从所述第一端口接收的数据报文的目的MAC地址，若没有，则确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文；

重定向单元，用于产生将所述DLF报文重定向至MAC表容量比所述板卡的MAC表容量大的另一板卡上的指令；

所述第二端口根据所述指令，将所述DLF报文发送至所述另一板卡上。

其中，所述重定向单元具体用于产生将所述DLF报文重定向至所述板卡所在网络中MAC表容量最大的板卡上的指令；

所述第二端口根据所述指令，将所述DLF报文发送至所述MAC表容量最大的板卡上。

其中，上述板卡还包括：

设置单元，用于在所述第一端口和所述第二端口的隔离表项中设置：确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文时，从所述第一端口单元至所述第二端口单元是通路状态，从所述第二端口单元至所述第一端口单元是阻断状态。

其中，上述板卡还包括：

广播单元，用于在所述板卡为非最小MAC容量的板卡时，将所述DLF报文在所述板卡所在网络中广播。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案，通过第一板卡在确定接收的数据报文为DLF报文时，将该DLF重定向至MAC表容量比该第一板卡的MAC表容量大的第二板卡上，由于该第二板卡的MAC表容量比第一板卡的MAC表容量大，因此，该第二板卡的MAC表中的MAC地址就比第一板卡的MAC表中的MAC多，该数据报文在第二板卡的MAC表中匹配到所述数据报文目的MAC地址的机率就大，当从MAC表中查找到该数据报文的目的MAC地址时，该数据报文就会发送至该目的MAC地址所指示的目的端口；这样就减少了DLF报文被广播的机率。

附图说明

图1为分布式交换机***中，各板卡之间的连接关系示意图；

图2为本发明的处理地址查找失败报文的方法流程示意图；

图3为本发明的板卡结构图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明针对现有分布式交换机***中，容易产生报文广播风暴的问题，提供一种能够降低DLF报文广播概率的处理地址查找失败DLF报文的方法和板卡，提高板卡的端口带宽利用率和***整体性能。

如图2所示，本发明的实施例提供一种处理地址查找失败报文的方法，包括：

步骤201，第一板卡接收一数据报文；

步骤202，若所述第一板卡的MAC表中没有所述数据报文的目的MAC地址，则确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文；

步骤203，所述第一板卡将所述DLF报文重定向至MAC表容量比所述第一板卡的MAC表容量大的第二板卡上。

本发明的上述实施例通过第一板卡在确定接收的数据报文为DLF报文时，将该DLF重定向至MAC表容量比该第一板卡的MAC表容量大的第二板卡上，由于该第二板卡的MAC表容量比第一板卡的MAC表容量大，因此，该第二板卡的MAC表中的MAC地址就比第一板卡的MAC表中的MAC多，该数据报文在第二板卡的MAC表中匹配到所述数据报文目的MAC地址的机率就大，当从MAC表中查找到该数据报文的目的MAC地址时，该数据报文就会发送至该目的MAC地址所指示的目的端口；这样就减少了DLF报文被广播的机率。现有技术中，第一板卡确定接收的数据报文为DLF报文时，就进行广播，很容易产生广播风暴。

其中，上述步骤203优选为：

所述第一板卡将所述DLF报文重定向至所述第一板卡所在网络中MAC表容量最大的第二板卡上。

其中，所述第一板卡将所述DLF报文重定向至所述第一板卡所在网络中MAC表容量最大的第二板卡上后还包括：

在所述第二板卡的MAC表中，查找所述DLF报文的目的MAC地址；

若所述第二板卡的MAC表中没有所述DLF报文的目的MAC地址，则将所述DLF报文在所述第一板卡所在网络中进行广播，否则，将所述DLF报文发送至所述目的MAC地址指示的目的端口，并以单播的方式发送出去。

其中，将所述DLF报文在所述第一板卡所在网络中进行广播的步骤优选为：将所述DLF报文在所述第一板卡所在VLAN中所有端口进行广播。

由于MAC表容量最大的板卡的MAC表中的MAC地址最多，因此，当一板卡确定其接收的数据报文为DLF报文时，将该DLF报文重定向至该MAC表容量最大的板卡上，由该MAC表容量最大的板卡再进行查找该DLF报文的目的MAC地址，这样查找到的机率就非常大；一旦找到该DLF报文的目的MAC地址，就将该DLF报文发送至该目的MAC地址所指示的目的端口，只有当该MAC容量最大的板卡也没有查找到该DLF报文的目的MAC地址时，才进行广播，这样大大减少了数据报文被广播的机率，最终节省了端口带宽的浪费，提高了***性能。

另外，为了避免最终的DLF报文广播回来又从源端口出，形成广播风暴，需要对源端口自身进行二层隔离，保证从本端口进入的流不能再从本端口流出；在将所述DLF报文在所述第一板卡和所述第二板卡所在网络中进行广播前，还包括：对所述第一板卡的端口进行隔离。

具体来讲，如可以对所述第一板卡的端口隔离表项中设置：从该端口发出报文的方向是通路状态，报文进入该端口的方向是阻断状态。

另外，若所述第二板卡的MAC表中没有所述DLF报文的目的MAC地址时，还包括：将所述DLF报文的源MAC地址加入到所述第二板卡的MAC表中。具体实现时，如可以是打开第二板卡(即MAC表容量最大的板卡)对这类第二板卡中也没有数据报文的目的MAC地址的重定向报文的源MAC学习功能，即将该数据报文的源MAC地址加入到所述第二板卡的MAC表中，这样，当有一数据报文的目的MAC地址与该源MAC地址相同时，该第二板卡可以直接将该数据报文转发至该源MAC地址所指向的端口，该第二板卡就不用再在其MAC表中进行查找，提高了数据报文目的MAC地址命中的机率，同时也提高了板卡的工作效率。

另外，在上述方法中，确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文时，还包括：在所述DLF报文的包头字段，设置用于标记该报文为DLF报文的标识。当该板卡的另一处理单元，如发送单元，在接收到一数据报文时，就可以根据该数据报文的包头字段，很容易确定该数据报文是否为DLF报文。

下面再结合图1说明本发明的上述方法的具体实现：

板卡1的MAC表容量为16K，板卡2的MAC表容量为32K，板卡3的MAC表容量为16K，板卡4的MAC表容量为16K；

选出***中MAC表容量最大的板卡为板卡2；MAC表容量小于板卡2的其余板卡(如板卡1、3和4)利用重定向功能建立到板卡2的重定向规则；对MAC表容量小于板卡2的其余板卡上，设置各端口自身在二层上隔离；

1)当板卡1的Port 1收到一数据报文时，首先检查其目的MAC地址在板卡1的MAC表中是否存在；

2)如果存在，则按照正常的转发流程转发到目的端口；如果不存在，则将数据报文利用板卡上1芯片提供的报文重定向功能，将该数据报文重定向至***中MAC表容量最大的板卡2上，进行所述数据报文的目的MAC地址的二次查找，可以提高查找命中概率；

该步骤中，需要在这些MAC表容量小于板卡2的板卡上建立重定向到板卡2的重定向规则。这条规则包含了用于识别一个包是否是DLF报文的相关字段组合；该字段是在板卡1判断其接收到的数据报文为DLF报文时，在该数据报文的包头设置一标识，用于标记该数据报文为DLF报文，当该数据报文进入该板卡1的另一处理单元(如发送端口)后，该处理单元会对数据报文的包头进行解析，提取相关字段，看是否与上述规则匹配，如果匹配了，则说明是DLF报文，该DLF报文将会被重定向到板卡2做二次目的查找；

3)如果在板卡2的MAC表中仍然没有查到上述数据报文的目的MAC地址，再将此数据报文向相应VLAN内进行广播；如果查到，则单播转发到目的端口；

如果板卡2中，所述数据报文的目的MAC地址查找仍然失败，为了避免最终的DLF报文广播回来又从源端口出，形成广播风暴，必须对源端口自身进行二层隔离，保证从本端口进入的流不能再从本端口流出。

4)板卡1(MAC表容量小于板卡2的板卡)上的交换芯片收到一份数据报文后，判断其是否为DLF报文。如果是DLF包，则板卡2上打开对该类重定向报文的源MAC学习功能，在接收到重定向过来的DLF报文后，查找本板卡交换芯片的MAC表，如果查到则将DLF报文转发至目的端口，如果仍然没有查到目的MAC则将此DLF报文在相应VLAN内进行广播；否则，正常转发该包至目的端口；

其中，板卡2接收到其它板卡重定向过来的DLF报文后，打开对此类报文中的源MAC在板卡2上的学习功能，这样就增加了MAC地址容量较小的板卡在板卡2上进行二次目的查找的DLF报文的目的MAC的命中的概率，相当于扩展了板卡2的MAC地址表容量。从而降低了DLF报文在VLAN内广播的概率。

当然，上述实施例中，若板卡1的MAC表容量为16K，板卡2的MAC表容量为32K，板卡3的MAC表容量为64K，板卡4的MAC表容量为16K；

这样的情况下，若板卡1接收到一数据报文，并判断该数据报文为DLF报文时，可以将该DLF报文重定向至板卡2(即MAC表容量即不是最大，也不是最小)，板卡2接收到该板卡1转发来的数据报文后，若判断该数据报文的目的MAC地址也不在本板卡的MAC表中，则该板卡2可以直接对该数据报文进行广播，也可以进一步将该数据报文重定向至板卡3，若查找到，则直接将数据报文转发至目的端口；

板卡3接收到该板卡2转发过来的数据报文后，也在该板卡3的MAC表中查找该板卡2转发过来的数据报文的目的MAC地址，若没有，则再进行广播，若有，则直接发送到目的端口；

当然，最优选的方式是：板卡1直接将判断出的DLF报文重定向至该板卡3(即MAC[容量最大的板卡)上，这样可以最大程度上增大数据报文目的MAC的命中率，减少数据报文被广播的机率。

如图3所示，本发明的实施例还提供一种板卡30，包括：第一端口31和第二端口32；以及

查找单元33，用于查找所述板卡的MAC表，判断所述MAC表中是否存在从所述第一端口31接收的数据报文的目的MAC地址，若没有，则确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文；

重定向单元34，用于产生将所述DLF报文重定向至MAC表容量比所述板卡的MAC表容量大的另一板卡上的指令；

所述第二端口32根据所述指令，将所述DLF报文发送至所述另一板卡上。

优选的，所述重定向单元34具体用于产生将所述DLF报文重定向至所述板卡所在网络中MAC表容量最大的板卡上的指令；

所述第二端口32根据所述指令，将所述DLF报文发送至所述MAC表容量最大的板卡上。

由于MAC表容量最大的板卡的MAC表中的MAC地址最多，因此，当一板卡确定其接收的数据报文为DLF报文时，将该DLF报文重定向至该MAC表容量最大的板卡上，由该MAC表容量最大的板卡再进行查找该DLF报文的目的MAC地址，这样查找到的机率就非常大；一旦找到该DLF报文的目的MAC地址，就将该DLF报文发送至该目的MAC地址所指示的目的端口，只有当该MAC容量最大的板卡也没有查找到该DLF报文的目的MAC地址时，才进行广播，这样大大减少了数据报文被广播的机率，最终节省了端口带宽的浪费，提高了***性能。

另外，上述板卡30还可包括：

设置单元35，用于在所述第一端口和所述第二端口的隔离表项中设置：确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文时，从所述第一端口单元至所述第二端口单元是通路状态，从所述第二端口单元至所述第一端口单元是阻断状态；避免了最终的DLF报文广播回来又从源端口出，形成广播风暴，保证从本端口进入的流不能再从本端口流出。

另外，上达板卡30还可包括：

广播单元，用于在所述板卡为非最小MAC容量的板卡时，将所述DLF报文在所述板卡所在网络中广播。

具体来讲，所述板卡为最大MAC容量的板卡时，接收到一数据报文，判断该数据报文的目的MAC地址在MAC表中没有，则将该DLF报文在所述板卡所在网络中进行广播；或者，所述板卡接收的数据报文是从其它板卡重定向过来的，也就是说，该板卡的MAC表容量即不是最大，也不是最小的情况下，该中间MAC容量的板卡判断该数据报文的目的MAC地址不在本板卡的MAC表中，则可以将该DLF报文在网络中进行广播，也可以将该DLF报文进一步转发至MAC表容量比该板卡MAC表容量大的板卡上。

本发明的实施例板卡可以为任何一种如交换机、路由器中的板卡，具体实现时，可以是一个具有数据转发，交换功能的芯片。

综上所述，本发明的上述方案提供了降低分布式交换机中DLF报文广播概率的方法和板卡，通过将DLF报文重定向到***中MAC容量最大的板卡，进行第二次目的MAC地址查找，来提高目的MAC地址的命中概率，减少DLF报文的广播。最终节省了端口带宽的浪费，提供了***性能。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种处理地址查找失败报文的方法，其特征在于，包括：

第一板卡接收一数据报文；

若所述第一板卡的MAC表中没有所述数据报文的目的MAC地址，则确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文；

所述第一板卡将所述DLF报文重定向至MAC表容量比所述第一板卡的MAC表容量大的第二板卡上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一板卡将所述DLF报文重定向至MAC表容量比所述第一板卡的MAC表容量大的第二板卡上的步骤具体为：

第一板卡将所述DLF报文重定向至所述第一板卡所在网络中MAC表容量最大的第二板卡上。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，第一板卡将所述DLF报文重定向至所述第一板卡所在网络中MAC表容量最大的第二板卡上后包括：

在所述第二板卡的MAC表中，查找所述DLF报文的目的MAC地址；

若所述第二板卡的MAC表中没有所述DLF报文的目的MAC地址，则将所述DLF报文在所述第一板卡所在网络中进行广播，否则，将所述DLF报文发送至所述目的MAC地址指示的目的端口。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述DLF报文在所述第一板卡所在网络中进行广播前，还包括：

对所述第一板卡的端口进行隔离。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述第一板卡的端口进行隔离的步骤具体为：

对所述第一板卡的端口隔离表项中设置：从该端口发出报文的方向是通路状态，报文进入该端口的方向是阻断状态。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述第二板卡的MAC表中没有所述DLF报文的目的MAC地址时，还包括：

将所述DLF报文的源MAC地址加入到所述第二板卡的MAC表中。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文时，还包括：

在所述DLF报文的包头字段，设置用于标记该报文为DLF报文的标识。

8.一种板卡，包括：第一端口和第二端口；其特征在于，还包括：

查找单元，用于查找所述板卡的MAC表，判断所述MAC表中是否存在从所述第一端口接收的数据报文的目的MAC地址，若没有，则确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文；

重定向单元，用于产生将所述DLF报文重定向至MAC表容量比所述板卡的MAC表容量大的另一板卡上的指令；

所述第二端口根据所述指令，将所述DLF报文发送至所述另一板卡上。

9.根据权利要求8所述的板卡，其特征在于，所述重定向单元具体用于产生将所述DLF报文重定向至所述板卡所在网络中MAC表容量最大的板卡上的指令；

所述第二端口根据所述指令，将所述DLF报文发送至所述MAC表容量最大的板卡上。

10.根据权利要求8或9所述的板卡，其特征在于，还包括：

设置单元，用于在所述第一端口和所述第二端口的隔离表项中设置：确定所述数据报文为地址查找失败DLF报文时，从所述第一端口单元至所述第二端口单元是通路状态，从所述第二端口单元至所述第一端口单元是阻断状态。

11.根据权利要求8所述的板卡，其特征在于，还包括：

广播单元，用于在所述板卡为非最小MAC容量的板卡时，将所述DLF报文在所述板卡所在网络中广播。

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