一種優(yōu)化arp老化機(jī)制的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種優(yōu)化ARP老化機(jī)制的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)跨VLAN (Virtual Local Area Network,虛擬局 域網(wǎng)）轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的情況，所謂跨VLAN轉(zhuǎn)發(fā)是三層轉(zhuǎn)發(fā)的一種。由于在二層報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)使用的 是MAC地址，而在三層報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)使用的是IP地址，所以交換設(shè)備需要根據(jù)緩存的ARP表項(xiàng) 來(lái)實(shí)現(xiàn)從IP地址到MAC地址的解析，已達(dá)到跨VLAN轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的目的。其中，ARP表項(xiàng)包括 了 MAC地址及其對(duì)應(yīng)的IP地址。為了保證解析的正確性，交換設(shè)備需要不斷進(jìn)行ARP表項(xiàng) 的刪除更新。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，ARP表項(xiàng)會(huì)有一個(gè)老化時(shí)間，在老化時(shí)間內(nèi)，如果收到ARP的回應(yīng) 報(bào)文或者得到傳輸層確認(rèn)，將延長(zhǎng)該表項(xiàng)的老化時(shí)間，進(jìn)入下一個(gè)老化周期；如果未收到確 認(rèn)，而且也沒(méi)應(yīng)用過(guò)，則在一定時(shí)間后刪除該表項(xiàng)，以釋放內(nèi)存并優(yōu)化查找速度；如果應(yīng)用 過(guò)，但未得到確認(rèn)，則進(jìn)入探測(cè)狀態(tài)，如果得到回應(yīng)，則進(jìn)入下一個(gè)老化周期，如果未得到確 認(rèn)，一定時(shí)間后，刪除該表項(xiàng)。
[0004] 但是，目前很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用的是表項(xiàng)維護(hù)和表項(xiàng)應(yīng)用相分離的實(shí)現(xiàn)方式，例如 交換機(jī)，它主要靠芯片來(lái)進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的，這樣一來(lái)，交換機(jī)內(nèi)部的芯片會(huì)應(yīng)用ARP表項(xiàng)， 但維護(hù)ARP表項(xiàng)的工作是由芯片外部的CPU完成的。對(duì)于這一類(lèi)的設(shè)備，現(xiàn)有技術(shù)中的ARP 表項(xiàng)老化方式會(huì)存在嚴(yán)重隱患：(PU將ARP表項(xiàng)下發(fā)給芯片后，該表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的報(bào)文都由芯片 來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)，但CPU不會(huì)收到該表項(xiàng)對(duì)應(yīng)的報(bào)文，這樣一來(lái)，老化時(shí)間過(guò)后，該表項(xiàng)將被刪除，芯 片會(huì)在瞬間發(fā)送大量報(bào)文，并觸發(fā)ARP解析過(guò)程，導(dǎo)致CPU負(fù)載過(guò)重，嚴(yán)重的可能引起CPU 癱瘓，網(wǎng)絡(luò)鏈路中斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種網(wǎng)絡(luò)管理裝置和方法，應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備上，該裝置 包括查詢(xún)匹配單元、推遲探測(cè)單元和一般處理單元，其中，
[0006] 查詢(xún)匹配單元，當(dāng)ARP表項(xiàng)到達(dá)老化時(shí)間時(shí)，將沒(méi)有標(biāo)記的表項(xiàng)與MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表 進(jìn)行匹配，該表項(xiàng)的MAC地址在MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表中有相應(yīng)記錄，則將該表項(xiàng)進(jìn)行標(biāo)記；
[0007] 推遲探測(cè)單元，將ARP表中標(biāo)記的表項(xiàng)的老化時(shí)間再推遲預(yù)定時(shí)長(zhǎng)T1，當(dāng)經(jīng)過(guò)預(yù) 定時(shí)長(zhǎng)T1，再次達(dá)到老化時(shí)間時(shí)，對(duì)該表項(xiàng)進(jìn)行探測(cè)；
[0008] -般處理單元，將ARP表中沒(méi)有標(biāo)記的表項(xiàng)按照現(xiàn)有老化規(guī)則進(jìn)行處理。
[0009] 本發(fā)明還提供一種優(yōu)化ARP老化機(jī)制的方法，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，該方法包括：
[0010] 步驟A，在ARP表項(xiàng)到達(dá)老化時(shí)間時(shí)，將沒(méi)有標(biāo)記的表項(xiàng)與MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行匹 配，若該表項(xiàng)的MAC地址在MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表中有相應(yīng)記錄，則將該表項(xiàng)進(jìn)行標(biāo)記；
[0011] 步驟B，將ARP表中有標(biāo)記的表項(xiàng)的老化時(shí)間再推遲預(yù)定時(shí)長(zhǎng)T1，并經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)長(zhǎng) T1，再次達(dá)到老化時(shí)間時(shí)，對(duì)該表項(xiàng)進(jìn)行探測(cè)；
[0012] 步驟C，將ARP表中沒(méi)有標(biāo)記的表項(xiàng)按照預(yù)定老化規(guī)則進(jìn)行處理。
[0013] 本發(fā)明能夠在現(xiàn)有ARP老化機(jī)制的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，由于目前很多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用 的是表項(xiàng)維護(hù)和表項(xiàng)應(yīng)用相分離的實(shí)現(xiàn)方式，例如交換機(jī)，它們內(nèi)部的芯片會(huì)應(yīng)用ARP表 項(xiàng)，但維護(hù)ARP表項(xiàng)的工作是由芯片外部的CPU完成，這樣的能夠快速高效的進(jìn)行ARP老 化，老化時(shí)間過(guò)后，該表項(xiàng)將被刪除，芯片會(huì)在瞬間發(fā)送大量報(bào)文，并觸發(fā)ARP解析過(guò)程，導(dǎo) 致CPU負(fù)載過(guò)重，而本發(fā)明就避免了現(xiàn)有技術(shù)可能造成的這種隱患。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式中優(yōu)化ARP老化機(jī)制裝置的邏輯結(jié)構(gòu)及其典型硬件環(huán) 境的示意圖。
[0015] 圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式中優(yōu)化ARP老化機(jī)制的一般處理流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 本發(fā)明提供一種優(yōu)化ARP老化機(jī)制的裝置和方法，來(lái)解決現(xiàn)有ARP老化機(jī)制中，采 用表項(xiàng)維護(hù)和表項(xiàng)應(yīng)用相分離的實(shí)現(xiàn)方式時(shí)產(chǎn)生的隱患。請(qǐng)參考圖1，在一種軟件實(shí)現(xiàn)的優(yōu) 選方式中，本發(fā)明提供一種優(yōu)化ARP老化機(jī)制的裝置，其應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，該裝置運(yùn)行的 基本硬件環(huán)境包括CPU、內(nèi)存、非易失性存儲(chǔ)器以及各種硬件，從邏輯層面上來(lái)看，該裝置包 括：查詢(xún)匹配單元、推遲探測(cè)單元和一般處理單元。請(qǐng)參考圖2。
[0017] 步驟101，查詢(xún)匹配單元在ARP表項(xiàng)到達(dá)老化時(shí)間時(shí)，將沒(méi)有標(biāo)記的表項(xiàng)與MAC地 址轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行匹配，該表項(xiàng)的MAC地址在MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表中有相應(yīng)記錄，則將該表項(xiàng)進(jìn)行標(biāo) 記；
[0018] 步驟102,推遲探測(cè)單元將ARP表中標(biāo)記的表項(xiàng)的老化時(shí)間再推遲預(yù)定時(shí)長(zhǎng)T1，當(dāng) 經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)長(zhǎng)T1，再次達(dá)到老化時(shí)間時(shí)，對(duì)該表項(xiàng)進(jìn)行探測(cè)；
[0019] 步驟103, 一般處理單元在達(dá)到預(yù)定的老化時(shí)間時(shí)，將ARP表中沒(méi)有標(biāo)記的表項(xiàng)按 照現(xiàn)有老化規(guī)則進(jìn)行處理。
[0020] 所述查詢(xún)匹配單元在ARP表項(xiàng)到達(dá)老化時(shí)間時(shí)，將沒(méi)有標(biāo)記的表項(xiàng)與MAC地址轉(zhuǎn) 發(fā)表進(jìn)行匹配，該表項(xiàng)的MC地址在MC地址轉(zhuǎn)發(fā)表中有相應(yīng)記錄，則說(shuō)明MC地址對(duì)應(yīng)的 主機(jī)在二層上有通信，也就是說(shuō)，該主機(jī)處于正常通信狀態(tài)。為了便于后期的判斷處理，將 該表項(xiàng)進(jìn)行標(biāo)記。其中，所述間隔時(shí)間Tl通常會(huì)比老化周期時(shí)長(zhǎng)短。
[0021] 在進(jìn)行完查詢(xún)匹配之后，將會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)結(jié)果：一種是該表項(xiàng)的MAC地址在MAC地址 轉(zhuǎn)發(fā)表中有相應(yīng)記錄，也就是說(shuō)匹配成功；另一種是該表項(xiàng)的MAC地址在MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)表中 沒(méi)有相應(yīng)記錄，也就是說(shuō)匹配失敗。
[0022] 另外，如果在一個(gè)老化周期內(nèi)，某個(gè)ARP表項(xiàng)在一次匹配過(guò)程中，匹配成功，被標(biāo) 記，則在下一次的匹配過(guò)程中，該表項(xiàng)則不會(huì)再被進(jìn)行匹配。直到該表項(xiàng)進(jìn)入下一個(gè)老化周 期時(shí)，該表項(xiàng)的標(biāo)記被取消后，接下來(lái)進(jìn)行的匹配過(guò)程才會(huì)對(duì)該表項(xiàng)進(jìn)行匹配。
[0023] 對(duì)于匹配成功的ARP表項(xiàng)，推遲探測(cè)單元會(huì)將匹配成功的表項(xiàng)老化時(shí)候推遲一段 時(shí)間，推遲的時(shí)長(zhǎng)Tl是實(shí)現(xiàn)設(shè)置好的，且Tl小于老化周期時(shí)長(zhǎng)。在經(jīng)過(guò)時(shí)長(zhǎng)Tl后，推遲探 測(cè)單元會(huì)對(duì)ARP表中進(jìn)行了標(biāo)記的表項(xiàng)發(fā)送探測(cè)報(bào)文，進(jìn)行探測(cè)。如前所述被標(biāo)記的表項(xiàng) 表明使用表項(xiàng)中MAC地址的主機(jī)還在正常通信，只是其發(fā)送的報(bào)文只涉及二層轉(zhuǎn)發(fā)，不涉 及三層轉(zhuǎn)發(fā)而已，此時(shí)將該主機(jī)的ARP表項(xiàng)按照現(xiàn)有技術(shù)的方式直接老化掉是不合理的， 因此，本發(fā)明對(duì)其進(jìn)行特別的延遲探測(cè)處理。
[0024] 對(duì)ARP表項(xiàng)進(jìn)行探測(cè)的具體步驟為：對(duì)需要進(jìn)行探測(cè)的ARP表項(xiàng)中的MAC地址發(fā) 送一個(gè)探測(cè)報(bào)文，如果在預(yù)定時(shí)長(zhǎng)T2內(nèi)，沒(méi)有收到回應(yīng)報(bào)文，則再次發(fā)送探測(cè)報(bào)文，如此反 復(fù)，直到達(dá)到預(yù)定的探測(cè)終止條件時(shí)，仍未收到回應(yīng)報(bào)文，則停止探測(cè)，刪除該表項(xiàng)；如果收 到回應(yīng)報(bào)文則保存該表項(xiàng)，將老化時(shí)間推遲一個(gè)老化周期。
[0025] 所說(shuō)的探測(cè)終止條件可以是預(yù)先設(shè)置好的次數(shù)，例如，每隔10秒發(fā)送一次探測(cè)報(bào) 文，在發(fā)送三次探測(cè)報(bào)文后就停止探測(cè)。另外，發(fā)送探測(cè)報(bào)文的間隔時(shí)長(zhǎng)T2通常小于老化