[发明专利]MAC转发表的管理方法及装置、交换机

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种MAC转发表的管理方法及装置、交换机。

背景技术

以太网交换机是工作在开放系统互连(Open System Interconnection，简称为OSI)的第二层(数据链路层)的多端口组网设备。其数据转发过程是数据包从以太网交换机的一个端口进入，根据数据包的目的媒体接入控制(Media Access Control，简称为MAC)地址，查找交换机缓存的MAC转发表，获得数据包的出端口信息，然后将数据包从出端口转发出去。若是交换机中收到未知单播报文，则会将报文在除入端口外的其他所有端口泛洪。大量的泛洪报文影响网络性能，容易造成广播风暴。因此，MAC转发表是以太网交换机实现数据包转发的核心数据。

所述未知单播报文指的是交换机MAC转发表中没有该单播报文的目的MAC地址表项。

虚拟局域网(Vitual Local Area Network，简称为VLAN)是将物理网络划分成多个逻辑局域网的技术。一个VLAN就是一个广播域，亦即一个逻辑子网，在其内的站点可位于不同物理局域网(Local Area Network:LAN)上，但站点间像在同一个普通局域网上那样自由通信而不受物理位置的限制。利用VLAN技术，网络管理者可根据实际应用需要，在二层交换机上把同一物理局域网中的用户逻辑划分成不同广播域，使具有相同需求或业务的用户处于同一广播域，不同需求或业务的用户处于不同的广播域。在未设置任何Vlan的二层交换机上，任何广播帧都会被转发给除接收端口外的其他所有端口。配置VLAN后，当交换机属于某一VLAN的一个端口收到广播帧后，会在同一VLAN内的其他端口广播。VLAN技术的引入，缩小了广播 域，限制了局部网络流量。

MAC转发表是通过以太网交换机自动学习每个新发现的MAC地址和自动老化掉所有不活动的MAC地址建立起来的。每台以太网交换机维护的的MAC转发表是有限的，需要不断通过MAC地址老化，将无用的MAC表项删除来维持MAC转发表的空间。若是MAC转发表都被学习到的MAC占满，且所有的MAC表项都是在使用的，当这种情况发生时，新的MAC地址就会学习失败，以新MAC地址为目的MAC地址的数据流就会在VLAN内除入端口外其他所有端口泛洪。如果该VLAN内包含的端口很多，则将会有大量的泛洪报文。

图1是根据本发明相关技术的MAC转发表已满情况下数据包转发过程示意图，具体描述如下：

交换机配置了多个VLAN，将端口划分到多个广播域，VLAN2中配置端口1-4，VLAN3配置了端口47、48。交换机内部MAC转发表已满，广播域VLAN2中新加入主机4。

主机4与主机1进行通信，发送数据包1。交换机从端口4收到数据包1，因MAC转发表已满，对数据包1进行MAC学习失败。主机1的MAC信息已经存在于MAC转发表中，交换机在收到数据包1后查找主机1的MAC表项，获取出端口信息，并将数据包1从端口1转发到主机1。

主机1收到主机4发过来的数据包1，回应主机4发送数据包2，因为数据包1的MAC学习失败，交换机在收到数据包2后，查找MAC转发表未找到主机4的MAC地址匹配表项，因此无法获取准确的出端口信息，所以数据包2在VLAN2广播域内泛洪，在除了端口1外，端口2-4各发送一份数据包2。

主机5与主机6位于VLAN3广播域通信正常。

从图1示意图可以看出，VLAN2广播域相比VLAN3广播所连接的主机多，在MAC表满的情况下，VLAN2广播域内收到未知单播泛洪量比VLAN3要多。

综上所述，相关技术中二层交换机在MAC转发表满的情况下，收到带有新的MAC地址的报文，会MAC地址学习失败，收到以新MAC地址为目的MAC地址报文会在VLAN内其他端口泛洪。如果VLAN内包含端口数量比较多，则会有大量的泛洪报文，影响网络性能，给网络带宽带来压力。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种MAC转发表的管理方法及装置、交换机，以至少解决相关技术中在MAC转发表不存在目的地址时交换机将未知单播报文在除入端口外的其他所有端口进行泛洪而造成广播风暴的问题，可以减少相关技术中在MAC转发表满的情况下交换机对未知单播报文的泛洪量。