[发明专利]网络装置及其位址学习方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络装置及其位址(即地址，以下均称为位址)学习方法，特别是涉及一种具有一可编程逻辑单元的网络装置及其位址学习方法。

背景技术

一般在区域网络(即局域网，以下均称为区域网络)中，是借由网络装置，例如交换器(switch)，来使不同的终端装置进行资料的传输。其中，交换器是工作于网络OSI模型中的第二层，亦即资料连接层(即数据链路层)，所以交换器可以认得与其连接的终端装置的媒体存取控制(Media AccessControl，MAC)位址，因此，若交换器事先知道各终端装置的媒体存取控制位址，则交换器不需使用广播(broadcast)的方式来传送资料封包，只要依据该媒体存取控制位址将资料封包传送至特定的终端装置即可，如此一来，将可节省许多的网络频宽，而可提高传输速率。其中，广播方式是指交换器需将资料封包，由其所有的连接埠传送出去。

请参阅图1所示，区域网络1(例如以太区域网络)是由一交换器11及复数个终端装置12～15所组成。交换器11具有复数个连接埠111～114，终端装置12～15分别与连接埠111～114对应连接。当终端装置12欲传送一资料封包121给终端装置13时，依据以太网络的协议，必须在资料封包121上指定一目标位址，亦即终端装置13的媒体存取控制位址，其为一48bits的二位元码，且在资料封包121上亦会包含一来源位址，亦即终端装置12本身的媒体存取控制位址。

此外，交换器11更具有一位址表，位址表是为一储存终端装置的媒体存取控制位址及终端装置所连接的连接埠的对照表，位址表是记录于交换器11的一记忆体内。当终端装置12经由连接埠111传送资料封包121至交换器11时，交换器11会对其位址表执行两个动作。首先，交换器11是透过程序软件来检查其位址表中是否具有资料封包121上的来源位址，若是没有，则将该来源位址及相对应的连接埠111写入至其位址表中，如此一来，交换器11就知道终端装置12是连接于连接埠111，这也就是所谓的“位址学习功能”。

再来，交换器11是检查其位址表中是否有资料封包121上的目标位址(终端装置13的媒体存取控制位址)，若是有，则依据位址表将资料封包121经由终端装置13所连接的连接埠112传送至终端装置13。若是位址表中无终端装置13的媒体存取控制位址，则将资料封包121传送至交换器11的其他连接埠112～114。此时，资料封包121是由广播方式来传送。需注意者，当有过多的资料封包以广播方式传送时，网络传输速度会因为频宽被大量的资料封包流量所占据而下降。

另外，交换器11可支持虚拟区域网络(Virtual LAN，VLAN)技术。简单来说，VLAN就是将一整个区域网络再切割为复数个子区域网络，以图1来说，可将终端装置12、13设定为VLAN1，将终端装置14、15设为VLAN2，那么，当资料封包121成为一广播资料封包时，交换器11会先将资料封包121广播至VLAN1，在此例中只有终端装置13，刚好就是所要接收的终端装置。借由VLAN技术，可减少转发。

上述交换器11在进行位址学习功能时，是借由软件程序来执行，这是因为在交换器刚开始发展时，只应在小范围的区域网络，即与交换器连接的终端装置数量较少，交换器11所需要的位址学习速率大概为每秒300～400个位址，所以借由软件程序来执行位址学习即可满足需求，而且亦可以节省硬件成本。但现在由于网络发展普偏及快速，所以区域网络所具有的范围也越来越大，例如都会以太网络(Metro Ethernet)，交换器11所需要的位址学习速率将会高于每秒128k个位址(视都会以太网络的规模大小)。如此一来，在发生一些拓扑改变(topology change)时，由于交换器11的位址学习速度不够快，会导致资料封包遗失，此外，交换器11亦需要大量转发，而导致网络风暴的产生，使得区域网络的传输速度大大降低。

由此可见，上述现有的网络装置及其位址学习方法显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此，如何提供一种网络装置及其位址学习方法，使得在大型区域网络中，可加速网络装置的位址学习速度，以提升区域网络的传输速度及效能，实属当前重要课题之一。