[发明专利]分布式设备的报文转发方法及分布式设备和该设备的单板

说明书

技术领域

本发明涉及报文转发技术，特别涉及一种分布式设备的报文转发方法、 一种分布式设备、一种分布式设备中的单板、以及一种分布式设备的转发表 项维护方法。

背景技术

例如交换机、路由器等分布式设备中，通常包含主控板、业务板、接口 板等若干单板。每块单板都会为本板下发转发表项，然后依据转发表项、并 基于三层交换原理实现报文的转发。其中，转发表项包括路由表项和邻居表 项，对于第4版本的IP协议(IPv4)，邻居表项为地址解析协议(ARP) 表项；对于第6版本的IP协议，邻居表项为邻居发现(ND)表项。

具体说，以分布式设备为交换机、邻居表项为ARP表项为例，基于三 层交换原理实现报文的转发过程包括：

交换机中的各单板首先对报文的转发过程进行三层学习，并保存报文的 目的IP所对应的网段地址前缀(Prefix)、下一跳主机地址(NextHop)、 以及ARP信息的对应关系，即学习并保存ARP表项；

此后，各单板向本板下发保存的ARP表项、以及分别指向各ARP表项 的路由表项；

当收到报文时，单板在本板下发的各ARP表项中，按照最长匹配原则 查找与该报文目的IP地址匹配的ARP表项；

如果查找到匹配的ARP表项，则以该ARP表项中的ARP信息所包含 的MAC地址替换报文的目的MAC地址、以交换机的出接口MAC地址替 换报文的源MAC地址，最后将该报文从与该报文的目的MAC地址对应的 端口发送出去；

如果未查找到匹配的ARP表项，则按照最长匹配原则查找与该报文目 的IP地址匹配的路由表项，然后确定查找到的路由表项所指向的ARP表项， 再以该ARP表项中的ARP信息所包含的MAC地址替换报文的目的MAC 地址、以交换机的出接口MAC地址替换报文的源MAC地址，最后将该报 文从与该报文的目的MAC地址对应的端口发送出去。

由上述过程可见，邻居表项和路由表项是报文转发的关键所在，各单板 只有将所有邻居表项和所有路由表项都下发至本板，才能够确保所有报文的 正确转发。

然而在实际应用中，同一分布式设备中的各单板的规格可能会不一致， 存在部分单板的规格较小、不足以下发所有ARP表项和路由表项和/或所有 路由表项，这就会使得按照最长匹配原则的报文转发过程出现最长匹配原则 失效的问题。

假设，有匹配IP地址1.1.1.1的ARP表项1.1.1.1、匹配IP地址2.2.2.2 的ARP表项2.2.2.2，还有下一跳为1.1.1.1、即指向ARP表项1.1.1.1的路由 表项3.3.3.0/24，以及下一跳为2.2.2.2、即指向ARP表项2.2.2.2的路由表项 3.3.0.0/16；单板将ARP表项2.2.2.2、以及路由表项3.3.0.0/16成功下发至本 板，但ARP表项1.1.1.1由于单板规格不足而未能下发至本板、且指向ARP 表项1.1.1.1的路由表项3.3.3.0/24也不会下发至本板。

此时，按照最长匹配原则，目的IP处于网段3.3.3.0的所有报文流量本 应与路由表项3.3.3.0/24匹配、并通过ARP表项1.1.1.1转发，但由于ARP 表项1.1.1.1和路由表项3.3.3.0/24未能下发，因而目的IP处于网段3.3.3.0 的所有报文流量就只能与路由表项3.3.0.0/16匹配、并通过ARP表项2.2.2.2 下发。然而，由于ARP表项2.2.2.2的ARP信息中包含的MAC地址与正确 的ARP表项1.1.1.1不同，因而使得目的IP处于网段3.3.3.0的所有报文流 量从错误的MAC地址所对应的错误出端口转发，即路由表项没有按照最长 匹配进行转发而导致报文转发出错。

再假设，有匹配IP地址1.1.1.1的ARP表项1.1.1.1、匹配IP地址2.2.2.2 的ARP表项2.2.2.2，还有下一跳为1.1.1.1、即指向ARP表项1.1.1.1的路由 表项2.2.2.0/24；单板将ARP表项1.1.1.1、以及路由表项2.2.2.0/24成功下 发至本板，但ARP表项2.2.2.2由于单板规格不足而未能下发至本板。