[发明专利]MAC地址学习方法和边缘设备

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术，特别涉及MAC地址学习方法和边缘设备。

背景技术

为了更好地提供服务，提供商通常在异地部署多个数据中心实现负载分担和高可靠性，并实现虚拟机在各个数据中心之间的自由迁移。由于虚拟机迁移过程对用户透明，不能改变IP地址，所以必须在分布于异地的数据中心之间实现二层虚拟互联。

参见图1，图1为现有数据中心二层虚拟互联组网示意图。在图1所示的组网中存在以下三个站点：站点(Site)1、Site 2和Site 3。各个站点均部署了数据中心，各自通过自身的边缘设备(ED：Edge Device)连接至IP核心网络，以实现各个站点之间的二层互联。

在图1所示的组网中，每一ED都要学习各个站点的所有VPN下所有主机的MAC地址。

参见图2，图2为现有MAC地址学习示意图。假设初始时，图2中的ED1、ED2、ED3的MAC转发表均为空。如果ED1下VPN1内的主机A需要与ED3下VPN1内的主机B通信，其中，主机A的MAC地址为MAC_A，IP地址为IP_A(具体可为1.1.1.1)，该主机A只知道主机B的IP地址(即IP_B，比如为1.1.1.2)，但不知道主机B的MAC地址，基于此，就需要学习主机B的MAC地址，之后利用学习到的主机B的MAC地址与主机B进行正常通信。

其中，现有的MAC地址学习方法包括：

主机A首先向VLAN内广播ARP请求报文以学习主机B的MAC地址。其中，该ARP请求报文中的目标端(Target)IP地址为IP_B，初始发送端(Sender)IP地址为IP_A，初始发送端MAC地址为MAC_A。其中，ARP请求报文的初始发送端为最先发送该ARP请求报文的设备。

该ARP请求报文会先到达主机A所在站点的ED1，当ED1收到主机A广播的ARP请求报文后学习该ARP请求报文的初始发送端MAC地址即MAC_A，通过ISIS将该学习到的MAC_A通告给ED2和ED3，并在本地MAC转发表中增加关于MAC_A的表项：VPN为VPN1，MAC地址为MAC_A，出接口为Port1(其为ED1收到ARP请求报文的接口，由于主机A与ED1处于同一站点，因此，该Port1为本地端口)。

该ARP请求报文也会到达ED2、ED3。当ED2、ED3接收到ARP请求报文后，向其下的主机继续广播该ARP请求报文。

并且，ED2、ED3也会学习到ED1通过ISIS通告的MAC_A。当ED2、ED3学习到ED1通过ISIS通告的MAC_A时，会在本地MAC转发表中增加关于该MAC_A的表项。其中，ED2在本地MAC转发表中增加的关于该MAC_A的表项为：VPN为VPN1，MAC地址为MAC_A，出接口为Link1(其为ED2学习到该MAC_A的端口，由于ED1与ED2处于不同站点，因此，该端口具体为ED2与ED1之间的虚拟以太网链路)。ED3在本地MAC转发表中增加的关于该MAC_A的表项为：VPN为VPN1，MAC地址为MAC_A，出接口为Link2(其为ED3学习到该MAC_A的端口，由于ED1与ED3处于不同站点，因此，该端口具体为ED3与ED1之间的虚拟以太网链路)。

主机B收到ARP请求报文后，发现该ARP请求报文的目标端IP地址为本机的IP地址，会回应ARP应答报文。该ARP应答报文中的目标端MAC地址为MAC_A，目标端IP地址为IP_A，初始发送端IP地址为IP_B、初始发送端MAC地址为MAC_B。其中，ARP应答报文的初始发送端为最先发送该ARP应答报文的设备。

至于其他主机，由于ARP请求报文的目标端IP地址不是自身IP地址，其不对该ARP请求报文作任何回应。

主机B发送的ARP应答报文会先到达其所在站点的ED3，当ED3收到ARP应答报文后，会学习ARP应答报文的初始发送端MAC地址即MAC_B，并在本地MAC转发表中增加关于该MAC_B的表项：VPN为VPN1，MAC地址为MAC_B，出接口为port1(其为ED3收到该ARP应答报文的本地端口)。

ED3在本地MAC表中查找到目标端IP地址对应的出端口。因为该目标端IP地址为主机A的IP地址，根据ED3之前基于主机A广播的ARP请求报文在本地MAC表增加的表项可以得到，到达目标端IP地址的出端口为Link2，基于此，ED3就会通过Link2发送ARP应答报文，同时，通过Link2将MAC_B ISIS通告给ED1和ED2，以供ED1、ED2在本地MAC表中增加关于该MAC_B的表项。