一种基于HINOC系统的MAC地址学习方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于HINOC系统的MAC地址学习方法及系统，属于交换机的技术领域包括以下步骤：于局端设备中创建地址学习参数集，读取来自H接口的源MAC地址，判断所述源MAC地址是否存在于MAC地址表中，读取来自E接口的目的MAC地址，判断所述目的MAC地址是否为单播地址：若不是，则进入第二学习模式；反之，判断所述目的MAC地址是否为已知单播地址：若是，则执行第二转发指令；若不是，基于学习转发策略完成对应单播报文的后续处理。使HINOC系统中的局端设备内的学习确认模块对目的MAC地址进行分类，包括判断是否为新增地址、是否为单播地址，从而减少局端设备对来自E接口的无效MAC地址的学习，降低了网络对HB设备MAC地址表存储空间的要求。

说明书

技术领域

本发明属于交换机的技术领域，特别是涉及一种基于HINOC系统的MAC地址学习方法及系统。

背景技术

如图1所示，宽带接入网主要包括：用户接入设备、网络汇聚设备、BRAS（宽带接入服务器）、AAA（认证计费服务器）等。其中，用户接入设备如HINOC终端HM、HINOC局端HB等，网络汇聚设备如支持EPON协议ONU及OLT、以太网核心交换机等。

用户接入设备用于实现用户线路汇接功能，网络汇聚设备将用户接入设备连接到宽带接入服务器，宽带接入服务器终结用户接入链路层，并配合认证计费服务器实现用户的接入认证和计费。用户接入设备和网络汇聚设备工作于二层模式，只处理数据报文中的链路层信息，并根据链路层地址信息进行数据报文转发。

在实际网络中，某一段同轴线路上可能既存在基于HINOC标准的高频EOC接入网，也存在基于HPAV标准的低频EOC接入网，因此会共享同一个汇聚接口。如果汇聚网络配置得当，两个EOC接入网的报文广播域不会重叠因而不会相互影响；但如果配置不当，两个EOC接入网存在重叠的报文广播域，因而会影响HINOC系统中局端设备HB的MAC地址学习及正常的HINOC系统通信。

发明内容

本发明为解决上述背景技术中存在的技术问题，提供了一种基于HINOC系统的MAC地址学习方法及系统，提高HINOC接入系统的可靠性，保证接入汇聚网络后不会因为网络中过大的报文广播域影响HB设备的MAC地址学习。

本发明采用以下技术方案：一种基于HINOC系统的MAC地址学习方法，包括以下步骤：

于局端设备中创建地址学习参数集，所述地址学习参数集至少包括：报文接口、MAC地址表、地址老化时间、以及学习转发策略；

读取来自H接口的源MAC地址，判断所述源MAC地址是否存在于MAC地址表中：若存在，则执行第一转发指令，反之进入第一学习模式；

读取来自E接口的目的MAC地址，判断所述目的MAC地址是否为单播地址：若不是，则进入第二学习模式；反之，判断所述目的MAC地址是否为已知单播地址：若是，则执行第二转发指令；若不是，基于学习转发策略完成对应单播报文的后续处理。

通过采用上述技术方案，HB设备MAC地址学习触发模块在接收E接口的数据报文时，HB设备不会学习并记录来自于E接口报文的源MAC地址，从而节省了HB设备的MAC地址表空间。

在进一步的实施例中，还包括以下步骤：

若目的MAC地址为广播或者组播地址，则直接将对应的报文广播到终端设备的每一个H接口上，并将所述目的MAC地址增加到MAC地址表中。

在进一步的实施例中，所述第一转发指令的执行流程如下：

当所述源MAC地址存在于MAC地址表时，则直接将对应的报文转发至E接口，同时更新地址学习参数集中对应的地址老化时间。

在进一步的实施例中，所述第一学习模式的学习流程如下：

当所述源MAC地址不存在于MAC地址表时，则将所述源MAC地址添加至临时MAC地址链表中，并将对应报文转发至E接口。

在进一步的实施例中，所述第二学习模式的学习流程如下：

当目的MAC地址不是单播地址时，则将所述目的MAC地址，以及与之相对应的报文接口、地址老化时间新增至地址学习参数集中。

在进一步的实施例中，所述第二转发指令的执行流程如下：

若目的MAC地址存在于MAC地址表中，则将对应的报文直接转发至网络汇聚设备，并更新地址学习参数集中对应的地址老化时间；

若目的MAC地址存在于临时MAC地址链表中，则将对应的报文直接转发至网络汇聚设备的同时，并将所述目的MAC地址加入至MAC地址表中。

在进一步的实施例中，所述学习转发策略至少包括：“D”策略和“F”策略。

在进一步的实施例中，若当前学习转发策略设置为“D”策略，则直接丢弃与未知单播地址相对应的单播报文；

若当前学习转发策略设置为“F”策略，则将与未知单播地址相对应的单播报文广播到终端设备的每一个H接口上。

用于实现如上所述的基于HINOC系统的MAC地址学习系统，包括：学习参数存储模块、学习触发模块以及学习确认模块；

其中，所述学习参数存储模块被设置为于局端设备中创建并保存地址学习参数集，所述地址学习参数集至少包括：报文接口、MAC地址表、地址老化时间、以及学习转发策略；

所述学习触发模块被设置为读取来自H接口的源MAC地址，判断所述源MAC地址是否存在于MAC地址表中：若存在，则执行第一转发指令，反之进入第一学习模式；

所述学习确认模块被设置为读取来自E接口的目的MAC地址，判断所述目的MAC地址是否为单播地址：若不是，则进入第二学习模式；反之，判断所述目的MAC地址是否为已知单播地址：若是，则执行第二转发指令；若不是，基于学习转发策略完成对应单播报文的后续处理。

在进一步的实施例中，所述MAC地址表至少包括：动态MAC地址和静态MAC地址；

所述学习转发策略为预先设置，至少包括：“D”策略和“F”策略。

本发明的有益效果：本发明在局端设置中设置有学习参数存储模块，存储：报文接口、MAC地址表、地址老化时间、以及关于未知单播报文的学习转发策略，使HINOC系统中的局端设备内的学习确认模块对目的MAC地址进行分类，包括判断是否为新增地址、是否为单播地址，从而减少局端设备对来自E接口的无效MAC地址的学习，降低了网络对HB设备（局端设备）MAC地址表存储空间的要求，使HB设备能够接入更多的用户，降低用户接入网络的组网建设成本。

附图说明

图1为现有技术的HINOC高性能同轴宽带接入网络的结构图。

图2为本发明的MAC地址学习关系连接图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明做进一步的描述。

实施例1

为了提高HINOC接入系统的可靠性，保证接入汇聚网络后不会因为网络中过大的报文广播域影响HB设备的MAC地址学习，提出了如附图2的MAC地址学习机制，具体如下：

在HINOC系统中用户接入网MAC地址表，并在局端设备中创建地址学习参数集，地址学习参数集用于对网MAC地址表起到维护的作用。其中地址学习参数集至少包括：报文接口、MAC地址表、地址老化时间、以及学习转发策略。

在本实施例中，MAC地址表是记录用户终端设备和对应接口关系的表，局端设备（HB）则根据这张表负责将数据帧传输到指定的用户终端设备。HB设备的报文接口包括E口和H口，其中E口是上联接口和汇聚设备连接，H口是下联接口和用户接入终端连接。E口数量是一个，H口数量为多个。

HB中的MAC地址表包含动态MAC地址、静态MAC地址。与之相对应的地址老化时间的确认如下：

动态MAC地址：由接口通过报文中的源MAC地址学习获得，表项可老化，有默认老化时间，通过命令修改老化时间，老化时间到后，会清除学习到的动态MAC地址。

静态MAC地址：由用户手工配置，不会老化，接口和MAC地址静态绑定后，其他接口收到源MAC时该MAC地址的报文将会被丢弃，但是一个接口和MAC地址静态绑定后，不会影响该接口动态MAC地址表项的学习。

当网络运行正常时，接入设备HM1所接入的用户的接入路径为：HM1→HB1的H接口→HB1的E接口→汇聚设备ONU1的接口→宽带服务器BRAS；接入设备HM2所接入的用户的接入路径为：HM2→HB1的H接口→HB1的E接口→汇聚设备ONU1的接口→宽带服务器BRAS。

一般的，HB1接口会学习所有接口（E接口和H接口）的源MAC地址，同时来修改MAC地址表。这样，HB1在需要将数据报文传输至HM1时，首先需要根据报文的目的MAC地址查找MAC地址表，如果MAC地址表中有该MAC地址，则根据记录确定数据报文对应的输出接口，并进行报文转发。如果HB1的地址表中没有该MAC地址的记录，则将报文进行广播转发，也即为每个H接口复制一份该报文。

然而由于前面提到的低频EOC接入网共享汇聚接口的原因，HB1接口会学习到大量的MAC地址，包括用户MAC地址和接入网设备MAC地址，这对HB1设备的MAC地址表容量提出了很高的要求，但是其中的接入网设备MAC地址是没有意义的。如果采用MAC地址表容量大的设备，则成本投入太高，且没有实际意义；如果采用MAC地址表容量较小的设备，则可能会出现部分用户MAC地址学习不到的现象，因此出现广播转发的方式，浪费了网络带宽，也影响了设备运行的稳定性。

因此，本实施例为解决上述技术问题，基于HINOC系统的MAC地址学习方法，还包括以下步骤：

读取来自H接口的源MAC地址，判断所述源MAC地址是否存在于MAC地址表中：若存在，则执行第一转发指令，反之进入第一学习模式。

在进一步的实施例中，所述第一转发指令的执行流程如下：当所述源MAC地址存在于MAC地址表时，则直接将对应的报文转发至E接口，同时更新地址学习参数集中对应的地址老化时间。

所述第一学习模式的学习流程如下：当所述源MAC地址不存在于MAC地址表时，则将所述源MAC地址添加至临时MAC地址链表中，并将对应报文转发至E接口。在此引入了临时MAC地址链表，结合后期的目的MAC地址进一步判断是否确认学习，即确认是否将该源MAC地址加入至MAC地址表中，起到了一定的过滤作用，且有效的保证了MAC地址表的容量，增加了设备运行的稳定性。

读取来自E接口的目的MAC地址，判断所述目的MAC地址是否为单播地址：若目的MAC地址不是单播地址，则进入第二学习模式；反之，目的MAC地址是单播地址判断，则需要对目标地址是否为新增地址做进一步的判断，换言之所述目的MAC地址是否为已知单播地址：若是已知地址（即已经存在于MAC地址表中或者临时MAC地址链表中），则执行第二转发指令；若不是（既不存在于MAC地址表中也不存在于临时MAC地址链表中），基于学习转发策略完成对应单播报文的后续处理。

在进一步的实施例中，所述第二学习模式的学习流程如下：当目的MAC地址不是单播地址时，则将所述目的MAC地址，以及与之相对应的报文接口、地址老化时间新增至地址学习参数集中。则直接确认学习。

所述第二转发指令的执行流程如下：若目的MAC地址存在于MAC地址表中，则将对应的报文直接转发至网络汇聚设备，并更新地址学习参数集中对应的地址老化时间。

若目的MAC地址存在于临时MAC地址链表中，则将对应的报文直接转发至网络汇聚设备的同时，并将所述目的MAC地址加入至MAC地址表中。换言之，确定上文对新增的源MAC地址确认学习。同时会将与目的MAC地址相对应的报文接口、地址老化时间新增至地址学习参数集中。则直接确认学习并更新地址学习参数集中的对应的信息，保持相互之间的一致性。

以上是对已经单播报文的处理，即更新或者新增更新，但是当单播报文未未知时，则需要先判断当前设置的学习转发策略的类型再做进一步的处理。

在进一步的实施例中，学习转发策略至少包括：“D”策略和“F”策略。换言之，若当前预设的学习转发策略为“D”策略时，当接收到未知的单播报文是，则做以下处理：直接丢弃与未知单播地址相对应的单播报文。

反之，若当前预设的学习转发策略为“F”策略时，当接收到未知的单播报文是，则做以下处理：则将与未知单播地址相对应的单播报文广播到终端设备的每一个H接口上。

在另一个实施例中，若目的MAC地址为广播或者组播地址，则直接将对应的报文广播到终端设备的每一个H接口上，并将所述目的MAC地址增加到MAC地址表中。

本实施例使HINOC系统中的局端设备内的学习确认模块对目的MAC地址进行分类，包括判断是否为新增地址、是否为单播地址，从而减少局端设备对来自E接口的无效MAC地址的学习，降低了网络对HB设备（局端设备）MAC地址表存储空间的要求，使HB设备能够接入更多的用户，降低用户接入网络的组网建设成本。

实施例2

为实现实施例1所述的学习方法，本实施例公开了一种基于HINOC系统的MAC地址学习系统，包括：学习参数存储模块、学习触发模块以及学习确认模块。

其中，所述学习参数存储模块被设置为于局端设备中创建并保存地址学习参数集，所述地址学习参数集至少包括：报文接口、MAC地址表、地址老化时间、以及学习转发策略。

学习触发模块被设置为读取来自H接口的源MAC地址，判断所述源MAC地址是否存在于MAC地址表中：若存在，则执行第一转发指令，反之进入第一学习模式；

所述学习确认模块被设置为读取来自E接口的目的MAC地址，判断所述目的MAC地址是否为单播地址：若不是，则进入第二学习模式；反之，判断所述目的MAC地址是否为已知单播地址：若是，则执行第二转发指令；若不是，基于学习转发策略完成对应单播报文的后续处理。

在进一步的实施例中，HB设备的地址学习触发模块在接收E接口的数据报文时，HB设备不会学习并记录来自于E接口报文的源MAC地址，从而节省了HB设备的MAC地址表空间。接着，HB设备的地址学习触发模块会将报文交HB设备的地址学习确认模块处理。HB设备的地址学习确认模块则是对报文中的目的MAC地址进行判断，对于出现在MAC地址表中的报文，直接进行转发并更新老化时间；对于出现在临时MAC地址链表中的报文，直接进行转发，同时加入到MAC地址表中；对于未出现在MAC地址表及临时MAC地址链表中的未知单播报文，如果MAC地址学习参数储存模块中的未知单播报文处理转发策略设置成“D”，则直接丢弃报文；如果MAC地址学习参数储存模块中的未知单播报文处理转发策略设置成“F”，则直接将报文广播到每一个H接口上的HM设备。对于广播及组播报文，直接将报文广播到每一个H接口上的HM设备，并记录广播或组播地址到MAC地址表中。