[发明专利]一种自动复制动态MAC地址的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机与通信技术领域，尤其涉及一种自动复制动态MAC地址的方法与装置。

背景技术

虚拟局域网(VLAN，Virtual Local Area Network)技术是一种常用技术，通过划分VLAN可以将由交换机连接成的物理网络划分成多个逻辑子网。也就是说，即便在同一个交换机上，处于不同VLAN的端口也是不能通信的。每个VLAN都有自己的VLAN ID，每个端口都有一个缺省VLAN。

介质访问控制(MAC，MediaAccess Control)地址是由48比特长(6字节)16进制的数字组成，是用于识别以太网节点的标识。在网络传输过程中，通过MAC地址来识别设备。以太网报文头中的前两个字段是目的MAC地址和源MAC地址，MAC地址第一比特为0称为单播地址。目的MAC为单播地址的报文称为单播报文，单播报文的转发是通过查询MAC地址转发表来决定转发端口的，MAC地址转发表中的表项包括：目的MAC地址，所属的VLAN ID，转发端口号。

MAC地址转发表中的动态学习以及和交换机转发过程举例说明如下：

如图1(a)所示，服务器、PC 1和PC 2均处于VLAN 1中，其MAC地址分别为X，Y，Z，它们分别与交换机的A，B，C端口连接，交换机地址转发表起初为空。

PC 1和服务器通讯时，发出源MAC为Y目的MAC为X的单播报文，如图1(b)所示。当端口B收到报文，交换机根据报文的源MAC，所属VLANID和收到报文的端口生成表项(MAC＝Y，VLAN＝1，PORT＝B)加到MAC地址转发表中，即认为来自VLAN 1且目的MAC地址为Y的报文可以从端口B转发出去。

由于此时目的MAC地址X没有存在于MAC地址转发表中，交换机将在报文所属的VLAN 1内向除接收端口B外的所有端口(即端口A，C)发出该报文，如图1(c)所示，这种行为称为对报文进行广播操作，也叫泛洪。

服务器收到从端口A发出的报文后，发出源MAC为X目的MAC为Y的应答报文，如图1(d)所示，则交换机在端口A学习到服务器MAC地址X，将表项(MAC＝X，VLAN＝1，PORT＝A)加到MAC地址转发表中。

交换机在地址转发表查询VLAN为1目的MAC为Y的表项，当找到表项(MAC＝Y，VLAN＝1，PORT＝B)后，将该应答报文从端口B转发，如图1(e)所示。

动态表项不会永久地储存在地址表中，从一个表项加入地址表后开始计时，如果在一定时间内端口未收到源地址为该MAC地址的报文，那么该地址将从动态转发地址表中被删除，该行为称为MAC地址老化。

将单播报文进行广播的操作称为单播报文泛洪。一般情况下，当交换机学习到MAC地址后就能对目的MAC是该地址的单播报文其进行转发，而不会一直对该报文进行广播。但在一些特定的应用环境下，会出现交换机一直无法学习到MAC地址而将单播报文持续在VLAN内广播的情况。

例如，网络中一台交换机连接着若干台设备，其中某台主设备需要和所有其他设备通讯(比如小区用户之间互相不允许通信，但是都能通过网关上网)，而其他设备之间出于信息屏蔽的目的两两之间不允许通讯，因此其他设备必须各自属于不同的VLAN中，但是由于它们必须与主设备通讯，故和交换机连接端口必须和主设备属于一个VLAN。具体情形如图2(a)所示。

图2(a)中，PC 1和PC 2配置于VLAN 2和VLAN 3中，不能互相通讯，但PC 1，PC 2均可以和服务器进行通讯。因此，端口A配置成许可所有VLAN报文输出且缺省VLAN为1，端口B配置成许可VLAN 1和VLAN 2报文输出且缺省VLAN为2，端口C配置成许可VLAN 1和VLAN 3报文输出且缺省VLAN为3。

当PC 1和服务器通讯，发出一个源MAC为Y目的MAC为X的单播报文，如图2(b)所示，交换机端口B学习到地址后会往地址表添加一个(MAC＝Y，VLAN＝2，PORT＝B)的表项。

此时由于交换机查询不到目的(MAC＝X，VLAN＝2)的地址，故该报文在VLAN 2内泛洪，报文会从端口A发出，如图2(c)所示。

服务器收到报文后应答该报文，即发出源MAC为X目的MAC为Y的报文，如图2(d)所示，此时交换机会添加一个(MAC＝X，VLAN＝1，PORT＝A)的地址。