[发明专利]多芯片交换机及其扩展介质访问控制地址表的方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信领域，尤其涉及一种多芯片交换机扩展介质访问控制(Media Access Control，简称MAC)地址表的方法及多芯片交换机。 

背景技术

虚拟局域网(Virtual Local Area Network，简称VLAN)是一种根据逻辑划分形成的网络。换句话说，VLAN是一种将局域网(LAN)设备从逻辑上划分而不是从物理上划分，形成一个个网段即更小的LAN，从而实现虚拟工作组(单元)的数据交换技术。VLAN标准IEEE802.1Q由电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronic Engineers，简称IEEE)802委员会制定，不同的VLAN之间不能直接进行数据通信。 

VLAN中，交换机能够直接对目的节点发送数据包，而不是像集线器一样以广播方式对所有节点发送数据包，是因为：交换机可以识别连在网络上的节点的网卡MAC地址，并把它们放到一个叫做MAC地址表的地方。MAC地址是用于识别LAN中各个节点的标识。网卡生产厂家烧入网卡的物理地址，存储的是传输数据时真正赖以标识发出数据的电脑和接收数据的主机的MAC地址。MAC地址一般是全球唯一的，即，MAC地址就如同我们身份证上的身份证号码，具有全球唯一性。MAC地址表记住这些MAC地址，并存放于交换机的缓存中。当需要向目的地址发送数据时，交换机就可在MAC地址表中查找这个MAC地址的节点位置，然后直接向这个位置的节点发送。 

MAC地址表的建立和维护由交换机通过地址学习的方式来实现。地址学系的方式包括： 

当交换机从某个交换端口收到一个数据包时，先读取包头中的源MAC地 址，获知源MAC地址的机器连在哪个交换端口；其中，交换机的端口包括内联端口和交换端口。内联端口是指交换机内部芯片直接的互联端口，对外界不可见；交换端口(PORT)是指交换机与外界通讯交流的接口； 

再去读取包头中的目的MAC地址，并在MAC地址表中查找相应的交换端口； 

如在MAC地址表中有与这目的MAC地址对应的交换端口，把数据包直接复制到这交换端口上； 

如MAC地址表中找不到相应的交换端口，则把数据包广播到所有端口(包括交换端口和互联端口)上。当目的机器对源机器回应时，交换机学习该目的MAC地址与哪个交换端口对应。在下次传送数据时，交换机不需要对所有端口(包括交换端口和互联端口)进行广播。 

不断的循环上述过程，交换机可以学习到全网的MAC地址信息，从而建立和维护自己的MAC地址表。 

对于多芯片交换机，即多个交换芯片通过内联端口连接起来，作为一台交换机工作。而这些内联端口也是交换机的端口。为了保证交换芯片间的地址的同步性，每创建一个VLAN，将所有交换芯片的内联端口都设置于创建的VLAN中，使交换机内芯片的内联端口属于所有VLAN。如图1所示，芯片12与芯片13通过内联端口14形成交换机11。当芯片12上交换端口15有源地址为MAC1的广播报文进来时，芯片12就会学习到地址MAC1，并存放在芯片12的地址表中。并且，这个广播报文通过内联端口14广播到交换机11中的其他芯片，如芯片13。于是芯片13也学习到该MAC地址，并存放在自己的地址表中。这样，地址MAC1就在芯片12和芯片13的地址表上都保留一份，即一个MAC地址被两个芯片的MAC地址表同时保存。如果有更多芯片，原理相同。假设有M个芯片，每个芯片上地址表中存储的MAC地址个数为N，那么总地址数M×N。但由于一个MAC地址可能被多个芯片保存，导致最后实际的MAC地址小于M×N个，造成了MAC地址表资源的极大浪费。

目前，为解决MAC地址表资源的浪费问题，申请号为200610099427.7的中国专利申请“利用以太网交换机媒体接入控制地址表空间的方法”采用主芯片来通告从芯片，使其他从芯片进行地址学习，达到减少MAC地址表资源浪费的目的。 

现有技术存在的缺陷在于，由于主芯片需要进行通告处理，因而需要耗费中央处理器(CPU)资源；并且，通过主芯片通告可能导致从芯片地址学习不及时，使得一些不必要的报文被广播，造成带宽的浪费。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种多芯片交换机扩展介质访问控制地址表的方法及多芯片交换机，以减轻交换机扩展MAC地址表时的CPU负担，并节约交换机内联端口的带宽。 

为实现上述目的，本发明提供了一种多芯片交换机扩展介质访问控制地址表的方法，包括：