專利名稱：媒體訪問控制地址表項的存儲操作方法、裝置及設備的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡通信技術(shù)領域，尤其涉及一種媒體訪問控制地址表項的存儲操作 方法、裝置及設備。
背景技術(shù)：
媒體訪問控制(MediaAccess Control，MAC)地址用來識別以太網(wǎng)內(nèi)的一個節(jié)點， 每個節(jié)點對應一個MAC地址。以太網(wǎng)報文包含兩個重要字段源MAC地址和目的MAC地址， 源MAC地址是發(fā)送端節(jié)點的MAC地址，而目的MAC地址則是指接收端節(jié)點的MAC地址。交 換機當收到以太網(wǎng)報文后，則提取報文的源MAC地址，連同與之連接的端口號和虛擬局域 網(wǎng)(VirtualLocal Area Network，VLAN)標識存放到其內(nèi)部的硬件表項中，這個硬件表項就 稱為MAC地址表。MAC地址表是交換機用來轉(zhuǎn)發(fā)二層以太網(wǎng)報文的重要依據(jù)，交換機轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)報 文時，根據(jù)以太網(wǎng)報文的目的MAC地址，在MAC地址表中查找與之連接的端口號，最終將報 文從該端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。交換機初始化的時候，MAC地址表的內(nèi)容為空，當網(wǎng)絡中的節(jié)點通過交換機進行數(shù) 據(jù)流通信時，交換機不斷學習新的MAC地址表項，學習的過程即提取數(shù)據(jù)流的源MAC地址、 該數(shù)據(jù)流所屬的VLAN的標識，以及接收該數(shù)據(jù)流的交換機端口號，將學習到的MAC地址、 VLAN標識和端口號作為MAC地址表中一個表項。經(jīng)過不斷學習MAC地址表項，MAC地址表 容納的表項越多，查找MAC地址時的命中率就越高，交換機性能也就越高。交換機MAC地址表的容量受交換芯片的限制，目前一般為16M或32M，高端交換芯 片常采用外部三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器(Ternary Content AddressableMemory, TCAM)設計來 擴大交換機MAC地址表容量。外部TCAM是在MAC地址表的基礎上增加的額外存儲器，最高 可以達到512M的容量，可以用來存儲和查找MAC表項，用作轉(zhuǎn)發(fā)報文的依據(jù)。與原有的MAC 地址表不同的是外部TCAM的表項不能通過硬件學習自動加入，需要通過軟件進行插入。 為了與現(xiàn)有MAC地址表配合工作，目前該軟件的技術(shù)方案為循環(huán)檢測內(nèi)部的MAC地址表，如果內(nèi)部的MAC地址表學習到一個新表項，則查找外 部TCAM是否存在該表項。如果不存在，則嘗試將新表項插入外部TCAM ；插入成功后，則將 該表項從MAC地址表刪除；如果存在，則直接將該表項從MAC地址表中刪除。上述軟件使得外部的TCAM和內(nèi)部的MAC地址表協(xié)同工作，避免了 MAC地址表和外 部TCAM中的表項重復，并充分利用了外部TCAM的大容量空間，但上述MAC地址表和TCAM 的協(xié)同工作機制的不足之處在于在交換機一個端口連續(xù)接收同一源MAC地址的數(shù)據(jù)流情 況下，由于上述協(xié)同工作機制，交換機在第一次學習到該數(shù)據(jù)流的源MAC地址后，將其插入 外部TCAM中，同時將其從內(nèi)部MAC地址表中刪除，由于內(nèi)部MAC地址表中一直未存儲有該 MAC地址表項，因此在連續(xù)接收同一源MAC地址的數(shù)據(jù)流時，會不斷地學習同一 MAC地址，同 時會不斷地查找外部TCAM，由于該MAC地址早已存在于外部TCAM中，就會不斷地把新學習 到的該MAC地址從MAC地址表刪除，數(shù)據(jù)流越大，占用CPU的時間越多，導致整個系統(tǒng)性能降低，甚至進入自攻擊的狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種媒體訪問控制地址表項的存儲操作方法、裝置及設備， 用以解決現(xiàn)有MAC地址表與外部TCAM協(xié)同工作機制中存在的不斷重復學習同一源MAC地 址的數(shù)據(jù)流的MAC地址表項導致過度占用系統(tǒng)資源的問題。本發(fā)明實施例提供的媒體訪問控制地址表項的存儲操作方法，包括
檢測媒體訪問控制MAC地址表是否學習到了新的媒體訪問控制MAC地址表項；當MAC地址表學習到新的MAC地址表項時，在所述MAC地址表中選擇除所述新的 MAC地址表項之外的任一個第一 MAC地址表項存儲到三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器TCAM中；從所述MAC地址表中刪除所述第一 MAC地址表項。本發(fā)明實施例提供的媒體訪問控制地址表項的存儲操作裝置，包括檢測單元，用于檢測MAC地址表是否學習到新的MAC地址表項；存儲單元，用于當所述檢測單元檢測到MAC地址表學習到新的MAC地址表項時，在 所述MAC地址表中選擇除所述新的MAC地址表項之外的任一個第一 MAC地址表項存儲到三 態(tài)內(nèi)容尋址存儲器TCAM中；刪除單元，用于從所述MAC地址表中刪除所述第一 MAC地址表項。本發(fā)明實施例提供的一種網(wǎng)絡交換設備，包括本發(fā)明實施例提供的上述媒體訪問 控制地址表項的存儲操作裝置。本發(fā)明實施例的有益效果包括本發(fā)明實施例提供的媒體訪問控制MAC地址表項的存儲操作方法、裝置及網(wǎng)絡交 換設備，在MAC地址表學習到新的MAC地址表項時，在MAC地址表中選擇除所述新的MAC地 址表項之外的任一個第一 MAC地址表項存儲到三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器TCAM中，并且從MAC地 址表中刪除第一 MAC地址表項。本發(fā)明實施例可以將學習到的新的MAC地址表項保留在 MAC地址表中，避免在接收到連續(xù)的來自用一個源MAC的數(shù)據(jù)流時MAC地址表不斷學習新的 MAC地址表項的問題。


圖1為本發(fā)明實施例提供的MAC地址表項的存儲操作方法流程圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的實例中MAC地址和TCAM的示意圖之一；圖3為本發(fā)明實施例提供的實例中MAC地址和TCAM的示意圖之二 ；圖4為本發(fā)明實施例提供的MAC地址表項的存儲操作裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明提供的一種媒體訪問控制MAC地址表項的存儲操作方 法、裝置及網(wǎng)絡交換設備的具體實施例進行詳細的說明。本發(fā)明實施例提供的一種媒體訪問控制MAC地址表項的存儲操作方法，如圖1所 示，包括下述步驟S101、檢測MAC地址表是否學習到了新的MAC地址表項；當學習到新的MAC地址表項時，執(zhí)行下述步驟S102 ；
S102、判斷外部TCAM中是否存在與新的MAC地址表項相同的MAC地址表項(為了表述清楚起見，下面將與新的MAC地址表項相同的MAC地址表項簡稱為第二 MAC地址 表項)；若判斷結(jié)果為存在，則執(zhí)行下述步驟S103 ；若判斷結(jié)果為不存在，則執(zhí)行下述步驟 S104 ；S103、刪除外部TCAM中的第二 MAC地址表項；同時執(zhí)行下述步驟S104 ；S104、在MAC地址表中選擇除了所述新的MAC地址表項之外的任一個MAC地址表 項(為了表述清楚起見，下面簡稱為第一 MAC地址表項)存儲到外部TCAM中。執(zhí)行完本步 驟后，執(zhí)行步驟S105 ；S105、從MAC地址表中刪除第一 MAC地址表項。本發(fā)明實施例提供的上述媒體訪問控制MAC地址表項的存儲操作方法的S102、 S103步驟中判斷外部TCAM中是否存在與新的MAC地址表項相同的第二 MAC地址表項，當判 斷結(jié)果為是時，刪除TCAM第二 MAC地址表項的過程，與步驟S104與S105可以是兩個獨立 完成的過程，本發(fā)明實施例為了簡單表述起見，將其放在同一個流程中描述。容易相見，本 發(fā)明實施例提供的MAC地址表項的存儲操作方法，可以只實施步驟S101、S104和S105，解 決其所要解決的技術(shù)問題。較佳地，如果執(zhí)行包含S102和S103的上述流程，在解決現(xiàn)有MAC地址表與外部 TCAM協(xié)同工作機制中存在的不斷重復學習同一源MAC地址的數(shù)據(jù)流的MAC地址表項導致過 度占用系統(tǒng)資源的問題的基礎上，還可以避免內(nèi)部MAC地址表和外部TCAM地址表中出現(xiàn)相 同的MAC地址表項，造成存儲空間浪費的問題。下面對上述步驟S104至步驟S105進行詳細的說明。上述步驟S104中，較佳地，在MAC地址表中該新的MAC地址表項所屬的表項桶 (bucket)中，選擇除了該新的MAC地址表項之外的任一個MAC地址表項作為第一 MAC地址表項。現(xiàn)有的MAC地址表的存儲機制中，為了提供較高的查找效率，將MAC地址表中的每 個MAC地址表項分別存儲到一個表項桶中，現(xiàn)有技術(shù)中的表項桶實質(zhì)是指MAC地址表項中 MAC地址與虛擬局域網(wǎng)VLAN標識的哈希計算值相等的所有MAC地址表項的存儲集合，換言 之，同一個表項桶中每個MAC表項的MAC地址和虛擬局域網(wǎng)VLAN標識經(jīng)哈希計算后所得結(jié) 果都相同。MAC地址表每次學習到了 一個新的MAC地址表項時，對該MAC表項的MAC地址以 及VLAN標識進行哈希計算，根據(jù)計算結(jié)果將其分配到相應的表項桶中進行存儲，沒有對應 的表項桶時，重新生成一個表項桶用于存儲該MAC地址表項，現(xiàn)有的一個表項桶中一般可 存放8個MAC地址表項。因此，上述步驟S104中，檢查與該新的MAC地址表項所屬的表項桶中，是否存在其 他MAC地址表項，如果存在，則在該表項桶中選擇一個MAC地址表項作為第一地址MAC地址 表項，插入到外部TCAM中存儲，同時，從MAC地址表中刪除該選中的第一 MAC地址表項。反之，如果在該表項桶中除了該新的MAC地址表項之外再沒有其他的MAC地址表 項，那么可以采用兩種處理方式，一種是不移動MAC地址表中的任何MAC地址表項至外部 TCAM中，結(jié)束上述流程，另一種方式是從其他的MAC地址表項桶中選擇任一個MAC地址表項作為第一 MAC地址表項，將其插入到外部的TCAM中存儲，同時，將其從MAC地址表中刪除。上述步驟S104中，之所以要將MAC地址表中，選擇除了該新的MAC地址表項之外 的其他MAC地址表項插入到外部TCAM中，同時從MAC地址表中刪除選擇的MAC地址表項，一 方面是因為可以將學習到的新的MAC地址表項保留在MAC地址表中，避免在接收到連續(xù)的 來自用一個源MAC的數(shù)據(jù)流時MAC地址表不斷學習新的MAC地址表項的問題，另一方面，將 MAC地址表中其他MAC地址表項插入到TCAM中存儲，并從MAC地址表中刪除了選擇的MAC 地址表項，使得外部的TCAM的存儲空間也得到了充分利用，優(yōu)選地，將同一 MAC地址表項桶 中的其他MAC地址表項存儲于外部TCAM中，也使得查找MAC地址表項的速度較快，提高了 整個存儲操作的效率。下面以一個實際的例子說明上述MAC地址表項的存儲操作方法，假設當前MAC地 址表和外部TCAM的初始狀態(tài)如圖2所示，MAC地址表的桶1中有MAC地址表項A，桶2中 MAC地址表項B，桶η中有表項X和Y，外部TCAM中有表項C和D， 如果MAC地址表新學習到一條MAC地址表項C，將該MAC地址表項C的MAC地址和 VLAN標識進行哈希運算后，根據(jù)計算結(jié)果確定其應該屬于表項桶1內(nèi)，則將該MAC地址表 項插入到表項桶1內(nèi)進行存儲，檢查該表項桶1內(nèi)還存在其他MAC地址表項A，于是將MAC 地址表項A插入到外部TCAM中，同時將MAC地址表中的MAC地址表項A從MAC地址表內(nèi)刪 除。上述過程結(jié)束后，MAC地址表和外部TCAM的存儲情況如圖3所示。從圖3中可以看出，如果后續(xù)如果一直連續(xù)收到相同源MAC地址的數(shù)據(jù)流時，由于 MAC地址表中已存在表項C，因此，MAC地址表不會再學習表項C，MAC地址表和TCAM的存儲 情況不發(fā)生變化。直到交換機接收其他源MAC地址的數(shù)據(jù)流，則上述MAC地址表和TCAM的 存儲情況才會發(fā)生變化?；谕话l(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供了一種媒體訪問控制地址表項的存儲操 作裝置及網(wǎng)絡交換設備，由于該裝置及設備解決問題的原理與前述一種媒體訪問控制地址 表項的存儲操作方法相似，因此該裝置和設備的實施可以參見方法的實施，重復之處不在 贅述。本發(fā)明實施例提供的媒體訪問控制地址表項的存儲操作裝置，如圖4所示，包括 檢測單元401、存儲單元402和刪除單元403 ；其中檢測單元401，用于檢測MAC地址表是否學習到新的MAC地址表項；存儲單元402，用于當檢測單元401檢測到MAC地址表學習到新的MAC地址表項 時，在MAC地址表中選擇除新的MAC地址表項之外的任一個第一 MAC地址表項存儲到TCAM 中；刪除單元403，用于從MAC地址表中刪除所述第一 MAC地址表項。較佳地，本發(fā)明實施例提供的上述MAC地址表項的存儲操作裝置，還包括判斷單 元 404 ；判斷單元404，用于當MAC地址表學習到新的MAC地址表項時，判斷TCAM中是否存 在與新的MAC地址表項相同的第二 MAC地址表項；刪除單元403，還用于當判斷單元404的判斷結(jié)果為存在時，刪除TCAM中的第二 MAC地址表項。 本發(fā)明實施例提供的存儲單元402，具體用于當MAC地址表中新的MAC地址表項所屬的表項桶中除了所述新的MAC地址之外存在其他MAC地址表項時，可以選擇采用兩種處理方式，一種是不移動MAC地址表中的任何MAC地址表項至外部TCAM中，結(jié)束上述流程，另 一種方式是從該表項桶中，選擇其他MAC地址表項中任一個MAC地址表項作為第一 MAC地 址表項；將選擇的第一 MAC地址表項存儲到TCAM中。本發(fā)明實施例提供的存儲單元402，具體用于當MAC地址表中新的MAC地址表項所 屬的表項桶中僅存在新的MAC地址表時，從MAC地址表的其他表項桶中，選擇任一個MAC地 址表項作為第一 MAC地址表項；將選擇的第一 MAC地址表項存儲到TCAM中。本發(fā)明實施例還提供了一種網(wǎng)絡交換設備，該設備包含本發(fā)明實施例提供的上述 媒體訪問控制地址表項的存儲操作裝置。較佳地，本發(fā)明實施例提供的網(wǎng)絡交換設備為交換機。本發(fā)明實施例提供的媒體訪問控制MAC地址表項的存儲操作方法、裝置及網(wǎng)絡交 換設備，在MAC地址表學習到新的MAC地址表項時，將所述MAC地址表中除所述新的MAC地 址表項之外的任一個第一 MAC地址表項存儲到三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器TCAM中，并且從MAC地 址表中刪除第一 MAC地址表項。本發(fā)明實施例可以將學習到的新的MAC地址表項保留在 MAC地址表中，避免在接收到連續(xù)的來自用一個源MAC的數(shù)據(jù)流時MAC地址表不斷學習新的 MAC地址表項的問題。進一步地，本發(fā)明實施例提供的上述MAC地址表項的存儲操作方法、裝置及網(wǎng)絡 交換設備，判斷外部TCAM中是否存在與新的MAC地址表項相同的第二 MAC地址表項，當判 斷結(jié)果為是時，刪除TCAM中的第二 MAC地址表項，可以避免內(nèi)部MAC地址表和外部TCAM地 址表中出現(xiàn)相同的MAC地址表項，造成存儲空間浪費的問題。顯然，本領域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
一種媒體訪問控制地址表項的存儲操作方法，其特征在于，包括檢測媒體訪問控制MAC地址表是否學習到了新的MAC地址表項；當MAC地址表學習到新的MAC地址表項時，在所述MAC地址表中選擇除所述新的MAC地址表項之外的任一個第一MAC地址表項存儲到三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器TCAM中；從所述MAC地址表中刪除所述第一MAC地址表項。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當MAC地址表學習到新的MAC地址表項時， 還包括判斷三態(tài)內(nèi)容尋址存儲器TCAM中是否存在與所述新的MAC地址表項相同的第二 MAC 地址表項；以及當判斷結(jié)果為是時，從TCAM中刪除第二 MAC地址表項。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在MAC地址表中選擇第一MAC地址表項存儲 到TCAM中，包括當MAC地址表中所述新的MAC地址表項所屬的表項桶中除了所述新的MAC地址之外存 在其他MAC地址表項時，在所述表項桶中，選擇所述其他MAC地址表項中任一個MAC地址表 項作為第一 MAC地址表項；將選擇的第一 MAC地址表項存儲到TCAM中。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在MAC地址表中選擇第一MAC地址表項存儲 到TCAM中，包括當所述MAC地址表中所述新的MAC地址表項所屬的表項桶中僅存在所述新的MAC地址 表時，從MAC地址表的其他表項桶中，選擇任一個MAC地址表項作為第一 MAC地址表項； 將選擇的第一 MAC地址表項存儲到TCAM中。
5.一種媒體訪問控制地址表項的存儲操作裝置，其特征在于，包括 檢測單元，用于檢測媒體訪問控制MAC地址表是否學習到新的MAC地址表項；存儲單元，用于當所述檢測單元檢測到MAC地址表學習到新的MAC地址表項時，在所述 MAC地址表中選擇除所述新的MAC地址表項之外的任一個第一 MAC地址表項存儲到三態(tài)內(nèi) 容尋址存儲器TCAM中；刪除單元，用于從所述MAC地址表中刪除所述第一 MAC地址表項。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括判斷單元，用于當MAC地址表學習到新的MAC地址表項時，判斷TCAM中是否存在與所 述新的MAC地址表項相同的第二 MAC地址表項；所述刪除單元，還用于當判斷單元的判斷結(jié)果為存在時，刪除所述TCAM中的第二 MAC 地址表項。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述存儲單元，具體用于當MAC地址表中所 述新的MAC地址表項所屬的表項桶中除了所述新的MAC地址之外存在其他MAC地址表項 時，在所述表項桶中，選擇所述其他MAC地址表項中任一個MAC地址表項作為第一 MAC地址 表項；將選擇的第一 MAC地址表項存儲到TCAM中。
8.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述存儲單元，具體用于當所述MAC地址表 中所述新的MAC地址表項所屬的表項桶中僅存在所述新的MAC地址表時，從MAC地址表的 其他表項桶中，選擇任一個MAC地址表項作為第一MAC地址表項；將選擇的第一MAC地址表項存儲到TCAM中。
9.一種網(wǎng)絡交換設備，其特征在于，包括如權(quán)利要求5-8任一項所述的媒體訪問控制 地址表項的存儲操作裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的網(wǎng)絡交換設備，其特征在于，所述網(wǎng)絡交換設備為交換機。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種媒體訪問控制地址表項的存儲操作方法、裝置及設備，該方法包括檢測MAC地址表是否學習到了新的媒體訪問控制MAC地址表項；當MAC地址表學習到新的MAC地址表項時，在MAC地址表中選擇除新的MAC地址表項之外的任一個第一MAC地址表項存儲到TCAM中；從MAC地址表中刪除該第一MAC地址表項。本發(fā)明可以將學習到的新的MAC地址表項保留在MAC地址表中，避免在接收到連續(xù)的來自用一個源MAC的數(shù)據(jù)流時MAC地址表不斷學習新的MAC地址表項的問題。
文檔編號H04L29/08GK101834788SQ20101015010
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月16日
發(fā)明者舒兆港 申請人:福建星網(wǎng)銳捷網(wǎng)絡有限公司