專利名稱：利用以太網(wǎng)交換機(jī)媒體接入控制地址表空間的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以太網(wǎng)通信技術(shù)，更具體的說，是一種用來實(shí)現(xiàn)在以太網(wǎng)交
換機(jī)上利用交換機(jī)有限的芯片MAC (媒體接入控制)地址表的處理方法。
背景技術(shù)：
隨著因特網(wǎng)的高速發(fā)展，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)逐漸成為人們?nèi)粘９ぷ骱蜕钪斜?不可少的工具，從而對(duì)以太網(wǎng)交換機(jī)的需求和處理能力也越來越高。眾所周 知，以太網(wǎng)交換機(jī)目前來說還是一個(gè)成本很高的高科技產(chǎn)品。那么，我們?cè)?么才能在成本一定的情況下，使以太網(wǎng)交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換能力得到更大的發(fā) 揮呢？
目前以太網(wǎng)交換機(jī)的二層交換是由MAC地址(MAC地址即在媒體接 入層上使用的地址，也叫物理地址)轉(zhuǎn)發(fā)表來實(shí)現(xiàn)的。交換機(jī)在收到一個(gè)數(shù) 據(jù)幀以后，先學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀的源MAC地址以及數(shù)據(jù)幀所應(yīng)屬于的VLAN (Virtual Local Area Network,虛擬局域網(wǎng))，以及數(shù)據(jù)幀進(jìn)入交換機(jī)的物 理端口PORT。按照這種方法就會(huì)形成一個(gè)表項(xiàng)MAC + VLAN—>PORT, 經(jīng)過學(xué)習(xí)各個(gè)端口下的各個(gè)設(shè)備的源MAC地址以后形成很多的這樣的表 項(xiàng)，這就是MAC地址表，那么在數(shù)據(jù)幀交換的時(shí)候就可以拿數(shù)據(jù)幀的目的 MAC來查這些表項(xiàng)，將數(shù)據(jù)幀快速的轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的端口。
如圖l所示，目前分布式以太網(wǎng)交換機(jī)的模型是整個(gè)交換機(jī)有多個(gè)小的 子交換處理單元，這些小的子處理單元由一個(gè)大的主控交換處理單元連接起 來，這樣整個(gè)交換機(jī)就形成了一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)高端口密度高容量的 交換。目前的做法是當(dāng)某個(gè)子交換單元學(xué)習(xí)到某個(gè)MAC地址時(shí)會(huì)添加本單 元的MAC地址表，同時(shí)通知主控處理單元，主控處理單元再通知其它子處 理單元，其它子處理單元再將這個(gè)MAC地址寫到MAC地址表，通過這種 做法最后所有這些交換單元的MAC地址表內(nèi)容是保持一致的。但是這種做
法在VLAN配置不同的情況下有些浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用以太網(wǎng)交換機(jī)MAC地址表空 間的方法，利用這個(gè)方法可以有效利用以太網(wǎng)交換機(jī)的MAC地址表空間。
以太網(wǎng)交換機(jī)用來作轉(zhuǎn)發(fā)決定的MAC地址表存儲(chǔ)在內(nèi)存中的，這些內(nèi) 存集成在以太網(wǎng)交換芯片之中，其空間大小是一定的。怎么才能使這個(gè)有限 的空間得到有效的利用呢。為解決這個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種利用以 太網(wǎng)交換機(jī)媒體接入控制MAC地址表空間的方法，該交換機(jī)包括主控交換 處理單元和若干子交換處理單元，該方法包括以下步驟
(a) 某個(gè)子交換處理單元學(xué)習(xí)到某個(gè)MAC地址，生成一包含該MAC 地址對(duì)應(yīng)的虛擬局域網(wǎng)VLAN和端口 PORT的MAC地址條目，添加到本 處理單元的芯片MAC地址表；
(b) 所述子交換處理單元將生成的所述MAC地址條目通知主控交換 處理單元，該主控交換處理單元再通知到其他子交換處理單元；
(c) 其他子處理單元分別判斷本處理單元是否有該MAC地址條目中 的VLAN的成員端口，如果有，將該MAC地址條目添加到本處理單元的芯 片MAC地址表，如果沒有，則不添加。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述步驟(b)中，主控交換 處理單元收到子交換處理單元的通知后，還將所述MAC地址條目添加到本 處理單元的軟件MAC表。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述步驟(c)中，其他子交 換處理單元無論是否在芯片MAC地址表添加所述MAC地址條目，均將該 MAC地址條目保存在本處理單元的軟件MAC地址表中。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)當(dāng)某個(gè)VLAN的成員端口數(shù) 目變化時(shí)，主控處理單元將該VLAN成員端口的變化信息通知到各子交換 處理單元，各子處理單元得到通知后，如判斷該VLAN在本處理單元的成
員端口從無到有，則將該VLAN相關(guān)的所有MAC地址條目添加到本處理單 元的芯片MAC地址表中。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)當(dāng)某個(gè)VLAN的成員端口數(shù) 目變化時(shí)，主控處理單元將該VLAN成員端口的變化信息通知到各子交換 處理單元，各子處理單元得到通知后，如判斷該VLAN在本處理單元的成 員端口從有到無，則將本處理單元的芯片MAC地址表中該VLAN相關(guān)的所 有MAC地址條目刪除。
進(jìn)一步地，上述方法還可具有以下特點(diǎn)所述子交換處理單元是從本
或者，主控交換處理單元在通知各子交換處理單元所迷VLAN成員端口的 變化信息時(shí)，將其軟件MAC地址表中與所述VLAN相關(guān)的所有MAC地址 條目重新通知各子交換處理單元，所述子交換處理單元從中獲取所述VLAN 相關(guān)的所有MAC地址條目。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明在向子交換處理單元添加MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)條 目的時(shí)候，添加了對(duì)本交換處理單元內(nèi)是否成員屬于MAC地址所在的 VLAN,如果沒有則先不寫入芯片MAC地址表，這樣做到了節(jié)省了 MAC 地址表的有限空間。由于該處理單元沒有該VLAN的成員，所以不會(huì)用到 該MAC地址條目來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而對(duì)整個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)的二層轉(zhuǎn)發(fā)沒有任 何影響，同時(shí)能使整個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)能夠?qū)W習(xí)更多的MAC地址，更加充分 利用了 MAC地址表的空間，使交換機(jī)的交換容量大大提高。


圖l是有主控交換處理單元和子交換處理單元的交換機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是子交換處理單元收到主控交換處理單元MAC地址添加流程圖。 圖3是子交換處理單元收到主控交換處理單元VLAN成員變化流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的總的發(fā)明構(gòu)思是根據(jù)分布式交換機(jī)VLAN (Virtual Local Area Network,虛擬局域網(wǎng))成員在各個(gè)子交換處理單元上存在與否來添加子處 理單元的MAC地址表，以更加有效、充分的利用以太網(wǎng)交換機(jī)有限的芯片 MAC地址表空間。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明按VLAN添加MAC地址的處理方法進(jìn)行說明。
本實(shí)施例有效利用MAC地址表空間的方法包括以下幾個(gè)步驟
第一步，某個(gè)子交換處理單元學(xué)習(xí)到某個(gè)MAC地址以后，生成一MAC 地址條目，添加到本單元的MAC地址表，同時(shí)通知主控處理單元；
第二步，主控處理單元得到消息后通知其它子處理單元；
第三步，其它子處理單元在收到主控處理單元的通知后，根據(jù)該MAC 地址條目中的虛擬局域網(wǎng)VLAN來進(jìn)行判斷，分為兩種情況
本處理單元有該VLAN的成員端口，即該處理單元有端口屬于該 VLAN，將該MAC地址條目添加到本處理單元的芯片MAC地址表。
本處理單元沒有該VLAN的成員端口 ，不將該MAC地址條目添加到本 處理單元的芯片MAC地址表中。
具體地，主控交換處理單元向其他子交換處理單元發(fā)出添加通知后，其 他子交換處理單元按圖2所示的處理流程進(jìn)行以下步驟
步驟201:子處理單元收到主處理單元的MAC通知，請(qǐng)求添加表項(xiàng) MAC+VLAN->PORT;
步驟202:該子處理單元判斷本處理單元是否有端口屬于這個(gè)VLAN， 如果有則執(zhí)行步驟203，否則，不執(zhí)行添加操作，直接執(zhí)行步驟204;
步驟203:向芯片MAC地址表添加該MAC地址條目；
步驟204:該子處理單元將該MAC地址條目保存在本處理單元CPU的 軟件MAC地址表中。
另外，在某個(gè)VLAN的成員端口數(shù)目變化時(shí)，主控處理單元將該VLAN
成員端口的變化信息通知各子交換處理單元，子處理單元得到通知后根據(jù)該
VLAN成員在各個(gè)子交換處理單元上存在與否來添加或刪除該VLAN的 MAC地址表，以適應(yīng)該變化。具體處理流程如圖3所示，包括以下步驟
步驟301:子交換處理單元收到主控交換處理單元VLAN成員端口數(shù)目 變化的通知；
步驟302:子交換處理單元判斷往該VLAN添加成員還是從該VLAN 刪除成員，如果添加成員則執(zhí)行步驟303,如果是刪除成員則執(zhí)行步驟306;
步驟303:該VLAN成員端口數(shù)加1;
步驟304:該子交換處理單元判斷本處理單元的端口在該VLAN中的端 口數(shù)是否為l,若為1則執(zhí)行步驟305，否則結(jié)束；
步驟305:該子交換處理單元從CPU軟件MAC表中找出屬于該VLAN 的MAC地址條目添加到芯片表中，結(jié)束；
步驟306:該VLAN成員端口數(shù)減1;
步驟307:該子交換處理單元判斷本處理單元的端口在該VLAN中的端 口數(shù)是否為O，若為0則執(zhí)行步驟308，否則結(jié)束；
步驟308:該子交換處理單元?jiǎng)h除芯片表中該VLAN的MAC地址條目。 下面用一個(gè)實(shí)例來加以il明。
如圖l所示，分布式以太網(wǎng)交換機(jī)，有一個(gè)主控交換處理單元、四個(gè)子 交換處理單元，16個(gè)端口分布在四個(gè)子交換處理單元上。
如果某一時(shí)刻，子交換處理單元l的端口 1學(xué)習(xí)到了一個(gè)MAC地址， 地址為A,VLAN為2,那么就會(huì)生成一個(gè)MAC地址條目MACA + VLAN 2—>端口 1，添加自己的芯片MAC地址表，同時(shí)通知主控交換處理單元這 個(gè)地址消息。
主控交換處理單元收到子交換處理單元1的學(xué)習(xí)到新的MAC地址消息 后，將其中的MAC地址條目添加到自己的軟件MAC表，同時(shí)通知其他子 交換處理單元添加該MAC地址條目。
對(duì)于子交換處理單元2來說，收到添加請(qǐng)求后，則判斷本處理單元的端 口 5、 6、 7、 8中是否有端口屬于VLAN2,如杲有，則向芯片添加該MAC 地址條目；如果端口5、 6、 7、 8均不在VLAN2中，則取消向芯片添加該 MAC地址，并將該MAC地址保存在本子處理單元CPU的軟件MAC地址表中。
當(dāng)子交換處理單元2收到主控交換處理單元VLAN成員端口數(shù)目變化 的通知時(shí)
如果是某個(gè)VLAN如VLAN 2添加成員端口 ，如果原來VLAN 2在本 交換處理單元沒有成員端口，現(xiàn)在變成了有成員端口，則需要從CPU的軟 件MAC表中取出所有VLAN 2的MAC地址條目添加到芯片中；如果原來 VLAN2在本交換處理單元就已經(jīng)存在成員端口 ，則不需要任何操作。
如果是某個(gè)VLAN如VLAN 2刪除成員端口 ，如果原來VLAN 2在本 交換處理單元有成員端口，現(xiàn)在刪除了成員端口后，如果VLAN2在本交換 處理單元的端口成員數(shù)目為0，則需要?jiǎng)h除本交換處理單元芯片MAC表中 所有VLAN 2的MAC地址條目；其他的情況則不需要任何操作。
綜上所述，以太網(wǎng)交換機(jī)用來作轉(zhuǎn)發(fā)決定的MAC地址表存儲(chǔ)在內(nèi)存中 的，這些內(nèi)存集成在以太網(wǎng)交換芯片之中，其空間大小是一定的。與現(xiàn)有技 術(shù)相比較，本發(fā)明在向子交換處理單元添加MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)條目的時(shí)候，添 加了對(duì)本交換處理單元內(nèi)是否成員屬于MAC地址所在的VLAN,如果沒有 則先不寫入MAC地址表，這樣做到了節(jié)省了 MAC地址表的有限空間。由 于該處理單元沒有該VLAN的成員，所以不會(huì)用到該MAC地址條目來進(jìn)行 轉(zhuǎn)發(fā)，從而對(duì)整個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)的二層轉(zhuǎn)發(fā)沒有任何影響，同時(shí)能使整個(gè)以 太網(wǎng)交換機(jī)能夠?qū)W習(xí)更多的MAC地址，更加充分利用了 MAC地址表的空 間，是交換機(jī)的交換容量大大提高。
本發(fā)明在上述本實(shí)施例的基礎(chǔ)上還可以有各種變換。例如，在某子處理 單元沒有MAC地址條目中的VLAN時(shí)，也可不再將該MAC地址條目保存 在本處理單元的軟件MAC地址表，在VLAN成員端口數(shù)目變化時(shí)，可以由 主控交換單元根據(jù)CPU的軟件MAC地址表重新將該VLAN相關(guān)的所有 MAC地址條目通知到各子處理單元。
權(quán)利要求
1、一種利用以太網(wǎng)交換機(jī)媒體接入控制MAC地址表空間的方法，該交換機(jī)包括主控交換處理單元和若干子交換處理單元，該方法包括以下步驟(a)某個(gè)子交換處理單元學(xué)習(xí)到某個(gè)MAC地址，生成一包含該MAC地址對(duì)應(yīng)的虛擬局域網(wǎng)VLAN和端口PORT的MAC地址條目，添加到本處理單元的芯片MAC地址表；(b)所述子交換處理單元將生成的所述MAC地址條目通知主控交換處理單元，該主控交換處理單元再通知到其他子交換處理單元；(c)其他子處理單元分別判斷本處理單元是否有該MAC地址條目中的VLAN的成員端口，如果有，將該MAC地址條目添加到本處理單元的芯片MAC地址表，如果沒有，則不添加。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于所述步驟(b)中，主控交 換處理單元收到子交換處理單元的通知后，還將所述MAC地址條目添加到 本處理單元的軟件MAC表。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述步驟(c)中，其 他子交換處理單元無論是否在芯片MAC地址表添加所述MAC地址條目， 均將該MAC地址條目保存在本處理單元的軟件MAC地址表中。
4、 如權(quán)利要求3所迷的方法，其特征在于當(dāng)某個(gè)VLAN的成員端口 數(shù)目變化時(shí)，主控處理單元將該VLAN成員端口的變化信息通知到各子交 換處理單元，各子處理單元得到通知后，如 判斷該VLAN在本處理單元的 成員端口從無到有，則將該VLAN相關(guān)的所有MAC地址條目添加到本處理 單元的芯片MAC地址表中。
5、 如權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于當(dāng)某個(gè)VLAN的成員 端口數(shù)目變化時(shí)，主控處理單元將該VLAN成員端口的變化信息通知到各 子交換處理單元，各子處理單元得到通知后，如判斷該VLAN在本處理單 元的成員端口從有到無，則將本處理單元的芯片MAC地址表中該VLAN相 關(guān)的所有MAC地址條目刪除。
6、如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述子交換處理單元是從目，或者，主控交換處理單元在通知各子交換處理單元所述VLAN成員端 口的變化信息時(shí)，將其軟件MAC地址表中與所述VLAN相關(guān)的所有MAC 地址條目重新通知各子交換處理單元，所述子交換處理單元從中獲取所述 VLAN相關(guān)的所有MAC地址條目。
全文摘要
一種利用以太網(wǎng)交換機(jī)MAC地址表空間的方法，該交換機(jī)包括主控交換處理單元和若干子交換處理單元，該方法包括步驟某個(gè)子交換處理單元學(xué)習(xí)到某個(gè)MAC地址，生成一包含該MAC地址對(duì)應(yīng)的虛擬局域網(wǎng)VLAN和端口PORT的MAC地址條目，添加到本處理單元的芯片MAC地址表；所述子交換處理單元將生成的所述MAC地址條目通知主控交換處理單元，該主控交換處理單元再通知到其他子交換處理單元；其他子處理單元分別判斷本處理單元是否有該MAC地址條目中的VLAN的成員端口，如果有，將該MAC地址條目添加到本處理單元的芯片MAC地址表，如果沒有，則不添加。本發(fā)明可以有效利用以太網(wǎng)交換機(jī)的芯片MAC地址表空間。
文檔編號(hào)H04L29/06GK101110721SQ20061009942
公開日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月18日
發(fā)明者楊自鵬 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司