一種快速同步介質(zhì)訪問控制地址表的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)同步技術(shù)，尤其涉及一種快速同步介質(zhì)訪問控制(Medium Access Control, MAC)地址表的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機一般由專業(yè)的轉(zhuǎn)發(fā)控制專用集成電路(Applicat1n SpecificIntegrated Circuits, ASIC)芯片和中央處理器(Center Process Unit, CPU)控制系統(tǒng)組成，分別稱為轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面。
[0003]在轉(zhuǎn)發(fā)平面中，ASIC芯片可以自行學(xué)習以太網(wǎng)包的源MAC地址，并將源MAC地址同收包端口關(guān)聯(lián)在一起，這種關(guān)聯(lián)關(guān)系可以生成MAC地址表。當上述MAC地址作為數(shù)據(jù)包目的MAC地址時，ASIC芯片可以依據(jù)之前學(xué)習到的MAC地址表項將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到上述關(guān)聯(lián)端口，達到精確轉(zhuǎn)發(fā)的目的。
[0004]在控制平面中，CPU需要運行大量二層、三層協(xié)議，控制轉(zhuǎn)發(fā)平面的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，滿足特定業(yè)務(wù)需求。在協(xié)議運行過程中，基于安全及效率等方面的考慮，需頻繁查找指定MAC地址的關(guān)聯(lián)端口 ；查找指定MAC地址的關(guān)聯(lián)端口時，雖然可以通過特定硬件接口查詢ASIC芯片中已經(jīng)學(xué)習到的MAC地址表，但是，這種方式不僅查詢效率低，而且會與配置通道搶占物理接口資源，因此，在內(nèi)存中建立MAC地址軟件表是一種常用的解決辦法。
[0005]目前，可以通過以下兩種方式在內(nèi)存中建立MAC地址軟件表:
[0006]第一種方式，轉(zhuǎn)發(fā)平面學(xué)習到MAC地址表項后，以消息的形式通過硬件接口發(fā)送給控制平面處理，控制平面接收到消息后，在內(nèi)存中建立MAC地址軟件表項。
[0007]第二種方式，控制平面在操作系統(tǒng)中創(chuàng)建獨立的任務(wù)，定時周期性查詢轉(zhuǎn)發(fā)平面中的MAC地址表項，發(fā)現(xiàn)變化時，在內(nèi)存中更新MAC地址軟件表項。
[0008]上面兩種方式中，基于消息的方式及時性稍好，但是，當有大量MAC地址表項需要在短時間內(nèi)通知給控制平面時，有丟消息的隱患，會導(dǎo)致MAC地址軟件表與轉(zhuǎn)發(fā)平面中MAC地址表不同步，進而引發(fā)一系列問題；周期性查詢的方式安全性稍好，但及時性較差，且長期占用一定控制平面處理器資源，只能作為消息方式的補充方法使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明實施例期望提供一種快速同步MAC地址表的方法和裝置，能夠解決短時間內(nèi)大量MAC地址表項軟硬件同步的問題。
[0010]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0011]本發(fā)明實施例提供了一種快速同步介質(zhì)訪問控制MAC地址表的方法，所述方法包括:
[0012]初始化轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面，在確定轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面初始化成功時，啟動轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器；
[0013]確定滿足MAC地址表同步條件時，轉(zhuǎn)發(fā)平面獲取內(nèi)存操作權(quán)限；
[0014]獲取待同步的MAC地址表項，依據(jù)所述待同步的MAC地址表項變化的內(nèi)容將待同步MAC地址表項同步到內(nèi)存區(qū)域中指定位置。
[0015]上述方案中，所述初始化轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面包括:控制平面發(fā)送MAC地址軟件表配置信息給轉(zhuǎn)發(fā)平面；轉(zhuǎn)發(fā)平面依據(jù)所述配置信息，創(chuàng)建高優(yōu)先級隊列和低優(yōu)先級隊列，并初始化轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器、高優(yōu)先級隊列、低優(yōu)先級隊列及直接內(nèi)存訪問控制器DMAC ;或者，
[0016]轉(zhuǎn)發(fā)平面定義MAC地址軟件表配置信息，根據(jù)所述配置信息，創(chuàng)建高優(yōu)先級隊列和低優(yōu)先級隊列，并初始化轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器、高優(yōu)先級隊列、低優(yōu)先級隊列及直接內(nèi)存訪問控制器DMAC，控制平面讀取所述MAC地址軟件表配置信息。
[0017]上述方案中，所述MAC地址軟件表配置信息包括:
[0018]規(guī)定大小的內(nèi)存區(qū)域M的地址、內(nèi)存區(qū)域M的大小N、定時參數(shù)T、每個緩存隊列長度En、每個MAC地址表項大小L及系統(tǒng)MAC地址表容量En’ ；
[0019]或者，規(guī)定大小的內(nèi)存區(qū)域M的地址、內(nèi)存區(qū)域M的大小N、定時參數(shù)T、每個緩存隊列的緩存門限值Th、每個緩存隊列長度En、每個MAC地址表項大小L及系統(tǒng)MAC地址表容量En’ ；
[0020]其中，所述N = L*En,所述 En = En’。
[0021]上述方案中，所述MAC地址表同步條件包括:確定轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器超時且高優(yōu)先級隊列被鎖定；或確定高優(yōu)先級隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量不低于緩存門限值。
[0022]上述方案中，所述確定滿足MAC地址表同步條件之前，所述方法還包括:
[0023]MAC地址表項發(fā)生變化，判斷高優(yōu)先級隊列是否被鎖定，確定鎖定時，將變化的MAC地址表項加入低優(yōu)先級隊列；確定未被鎖定時，將變化的MAC地址表項加入高優(yōu)先級隊列。
[0024]上述方案中，所述確定轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器超時且高優(yōu)先級隊列被鎖定包括:
[0025]確定轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器超時，判斷高優(yōu)先級隊列中是否存在待同步MAC地址表項，確定存在待同步MAC地址表項時，鎖定高優(yōu)先級隊列。
[0026]上述方案中，所述獲取待同步的MAC地址表項，依據(jù)所述待同步MAC地址表項變化的內(nèi)容將待同步MAC地址表項同步到內(nèi)存區(qū)域中指定位置，包括:
[0027]從高優(yōu)先級隊列中依次取出待處理MAC地址表項，判斷是否為新增MAC地址表項，如果是新增表項，則將所述新增MAC地址表項寫入內(nèi)存區(qū)域中指定區(qū)域，并設(shè)置所述新增MAC地址表項為有效Valid ;如果不是新增表項，則判斷是否為待更新MAC地址表項，如果是待更新表項，則更新所述MAC地址表項對應(yīng)的內(nèi)存中MAC地址表項，并設(shè)置更新的MAC地址表項為有效Valid ;如果不是待更新表項，則設(shè)置所述待處理MAC地址表項為無效Invalid ；。
[0028]上述方案中，所述依據(jù)所述待同步MAC地址表項變化的內(nèi)容將待同步MAC地址表項同步到內(nèi)存區(qū)域中指定位置之后，所述方法還包括:
[0029]轉(zhuǎn)發(fā)平面釋放對內(nèi)存的控制權(quán)限，高優(yōu)先級隊列和低優(yōu)先級隊列的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)，并重啟轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器。
[0030]上述方案中，所述高優(yōu)先級隊列包括:高優(yōu)先級新增隊列、高優(yōu)先級更新隊列和高優(yōu)先級刪除隊列；
[0031]所述低優(yōu)先級隊列包括:低優(yōu)先級新增隊列、低優(yōu)先級更新隊列和低優(yōu)先級刪除隊列。
[0032]上述方案中，所述確定高優(yōu)先級隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量不低于緩存門限值包括:
[0033]獲取高優(yōu)先級新增隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Na、高優(yōu)先級更新隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Nb、以及高優(yōu)先級刪除隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Ne之和Cn，并判斷Cn與預(yù)設(shè)門限值Th的大小，當Cn < Th時，未達到門限值；否則，已達到門限值。
[0034]上述方案中，所述判斷高優(yōu)先級隊列是否被鎖定，確定鎖定時，將變化的MAC地址表項加入低優(yōu)先級隊列；確定未被鎖定時，將變化的MAC地址表項加入高優(yōu)先級隊列包括:
[0035]判斷高優(yōu)先級隊列是否被鎖定，確定高優(yōu)先級隊列鎖定時，判斷所述變化的MAC地址表項是否為新增MAC地址表項，如果是新增表項，則將所述新增的MAC地址表項加入低優(yōu)先級新增隊列；如果不是新增表項，則判斷所述變化的MAC地址表項是否為待更新MAC地址表項，如果是待更新表項，則將所述待更新MAC地址表項加入低優(yōu)先級更新隊列；如果不是待更新表項，則將所述變化的MAC地址表項加入低優(yōu)先級刪除隊列；
[0036]確定高優(yōu)先級隊列未被鎖定時，判斷所述變化的MAC地址表項是否為新增MAC地址表項，如果是新增表項，則將所述新增的MAC地址表項加入高優(yōu)先級新增隊列；如果不是新增表項，則判斷所述變化的MAC地址表項是否為待更新MAC地址表項，如果是待更新表項，則將所述待更新MAC地址表項加入高優(yōu)先級更新隊列，如果不是待更新表項，則將所述變化的MAC地址表項加入高優(yōu)先級刪除隊列。
[0037]上述方案中，所述獲取待同步的MAC地址表項，并依據(jù)待同步的MAC地址表項變化的內(nèi)容將待同步MAC地址表項同步到內(nèi)存區(qū)域中指定位置，包括:
[0038]判斷高優(yōu)先級新增隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Na的值是否為0，如果Na的值不為0，則將高優(yōu)先級新增隊列中緩存的Na個MAC地址表項批量存入內(nèi)存區(qū)域中指定位置；如果Na的值為0，則判斷高優(yōu)先級更新隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Nb的值是否為0，如果Nb的值不為0，則將高優(yōu)先級更新隊列中待更新的Nb個MAC地址表項批量存入內(nèi)存區(qū)域中指定位置；如果Nb的值為0，則判斷高優(yōu)先級刪除隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Ne的值是否為0，如果Ne的值不是0，則將高優(yōu)先級隊列中緩存的Ne個MAC地址表項設(shè)置為無效Invalid。
[0039]本發(fā)明實施例還提供了一種快速同步MAC地址表的裝置，所述裝置包括:轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面，所述轉(zhuǎn)發(fā)平面包括轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器；其中，
[0040]所述轉(zhuǎn)發(fā)平面，用于初始化轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面，在確定轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面初始化成功時，啟動轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器；在確定滿足MAC地址表同步條件時，轉(zhuǎn)發(fā)平面獲取內(nèi)存操作權(quán)限；獲取待同步的MAC地址表項，依據(jù)所述待同步MAC地址表項變化的內(nèi)容將待同步MAC地址表項同步到內(nèi)存區(qū)域中指定位置；
[0041]所述轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器，用于計時，并在超時時觸發(fā)超時后的操作；
[0042]所述控制平面，用于初始化轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面，并在確定滿足MAC地址表同步條件時，將內(nèi)存操作權(quán)限交給轉(zhuǎn)發(fā)平面。
[0043]上述方案中，所述轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面初始化包括:控制平面發(fā)送MAC地址軟件表配置信息給轉(zhuǎn)發(fā)平面；轉(zhuǎn)發(fā)平面依據(jù)所述配置信息，創(chuàng)建高優(yōu)先級隊列和低優(yōu)先級隊列，并初始化轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器、高優(yōu)先級隊列、低優(yōu)先級隊列及DMAC ;或者，
[0044]轉(zhuǎn)發(fā)平面定義MAC地址軟件表配置信息，創(chuàng)建高優(yōu)先級隊列和低優(yōu)先級隊列，并初始化轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器、高優(yōu)先級隊列、低優(yōu)先級隊列及直接內(nèi)存訪問控制器DMAC，控制平面讀取所述MAC地址軟件表配置信息。
[0045]上述方案中，所述MAC地址表同步條件包括:確定轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器超時且高優(yōu)先級隊列被鎖定；或確定高優(yōu)先級隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量不低于緩存門限值。
[0046]上述方案中，所述裝置還包括:第一存儲器和第二存儲器；其中，
[0047]所述第一存儲器，用于存儲高優(yōu)先級隊列；
[0048]所述第二存儲器，用于存儲低優(yōu)先級隊列。
[0049]上述方案中，所述第一存儲器包括:第一子存儲器、第二子存儲器和第三子存儲器；
[0050]所述第二存儲器包括:第四子存儲器、第五子存儲器和第六子存儲器；
[0051]其中，所述第一子存儲器，用于存儲高優(yōu)先級新增隊列；
[0052]所述第二子存儲器，用于存儲高優(yōu)先級更新隊列；
[0053]所述第三子存儲器，用于存儲高優(yōu)先級刪除隊列；
[0054]所述第四子存儲器，用于存儲低優(yōu)先級新增隊列；
[0055]所述第五子存儲器，用于存儲低優(yōu)先級更新隊列；
[0056]所述第六子存儲器，用于存儲低優(yōu)先級刪除隊列。
[0057]上述方案中，所述轉(zhuǎn)發(fā)平面還用于，MAC地址表項發(fā)生變化時，判斷高優(yōu)先級隊列是否被鎖定，確定高優(yōu)先級隊列鎖定時，將變化的MAC地址表項加入低優(yōu)先級隊列；確定高優(yōu)先級隊列未被鎖定時，將變化的MAC地址表項加入高優(yōu)先級隊列；
[0058]以及，釋放對內(nèi)存的控制權(quán)限，控制高優(yōu)先級隊列和低優(yōu)先級隊列的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)，并重啟轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器。
[0059]上述方案中，所述MAC地址軟件表配置信息包括:
[0060]規(guī)定大小的內(nèi)存區(qū)域M的地址、M的大小N、定時參數(shù)T、每個緩存隊列長度En、每個MAC地址表項大小L及系統(tǒng)MAC地址表容量En’ ；
[0061]或者，規(guī)定大小的內(nèi)存區(qū)域M的地址、M的大小N、定時參數(shù)T、每個緩存隊列的緩存門限值Th、每個緩存隊列長度En、每個MAC地址表項大小L及系統(tǒng)MAC地址表容量En’ ；
[0062]其中，所述N = L*En,所述 En = En’。
[0063]上述方案中，所述確定轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器超時且高優(yōu)先級隊列被鎖定包括:
[0064]確定轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器超時，判斷高優(yōu)先級隊列中是否存在待同步MAC地址表項，確定存在待同步MAC地址表項時，鎖定高優(yōu)先級隊列。
[0065]上述方案中，所述獲取待同步的MAC地址表項，并依據(jù)所述待同步MAC地址表項變化的內(nèi)容將待同步MAC地址表項同步到內(nèi)存區(qū)域中指定位置，包括:
[0066]從高優(yōu)先級隊列中依次取出待處理MAC地址表項，判斷是否為新增MAC地址表項，如果是新增表項，則將所述新增MAC地址表項寫入內(nèi)存區(qū)域中指定區(qū)域，并設(shè)置所述新增MAC地址表項為有效Valid ;如果不是新增表項，則判斷是否為待更新MAC地址表項，如果是待更新表項，則更新所述MAC地址表項對應(yīng)的內(nèi)存中MAC地址表項，并設(shè)置更新的MAC地址表項為有效Valid ;如果不是待更新表項，則設(shè)置所述待處理MAC地址表項為無效Invalid。
[0067]上述方案中，所述確定高優(yōu)先級隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量不低于緩存門限值包括:獲取高優(yōu)先級新增隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Na、高優(yōu)先級更新隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Nb、以及高優(yōu)先級刪除隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Ne之和Cn，并判斷Cn與預(yù)設(shè)門限值Th的大小，當Cn < Th時，未達到門限值；否則，已達到門限值。
[0068]上述方案中，所述判斷高優(yōu)先級隊列是否被鎖定，確定鎖定時，將變化的MAC地址表項加入低優(yōu)先級隊列；確定未被鎖定時，將變化的MAC地址表項加入高優(yōu)先級隊列包括:
[0069]判斷高優(yōu)先級隊列是否被鎖定，確定高優(yōu)先級隊列鎖定時，判斷所述變化的MAC地址表項是否為新增MAC地址表項，如果是新增表項，則將所述新增的MAC地址表項加入低優(yōu)先級新增隊列；如果不是新增表項，則判斷所述變化的MAC地址表項是否為待更新MAC地址表項，如果是待更新表項，則將所述待更新MAC地址表項加入低優(yōu)先級更新隊列；如果不是待更新表項，則將所述變化的MAC地址表項加入低優(yōu)先級刪除隊列；
[0070]確定高優(yōu)先級隊列未被鎖定時，判斷所述變化的MAC地址表項是否為新增MAC地址表項，如果是新增表項，則將所述新增的MAC地址表項加入高優(yōu)先級新增隊列；如果不是新增表項，則判斷所述變化的MAC地址表項是否為待更新MAC地址表項，如果是新增表項，則將所述待更新MAC地址表項加入高優(yōu)先級更新隊列，如果不是新增表項，則將所述變化的MAC地址表項加入高優(yōu)先級刪除隊列。
[0071 ] 上述方案中，所述獲取待同步的MAC地址表項，并依據(jù)所述待同步的MAC地址表項變化的內(nèi)容將待同步MAC地址表項同步到內(nèi)存區(qū)域中指定位置，包括:
[0072]判斷高優(yōu)先級新增隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Na的值是否為0，如果Na的值不為0，則將高優(yōu)先級新增隊列中緩存的Na個MAC地址表項批量存入內(nèi)存區(qū)域中指定位置；如果Na的值為0，則判斷高優(yōu)先級更新增隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Nb的值是否為0，如果Nb的值不為0，則將高優(yōu)先級更新隊列中待更新的Nb個MAC地址表項批量存入內(nèi)存區(qū)域中指定位置；如果Nb的值為0，則判斷高優(yōu)先級刪除隊列中緩存的MAC地址表項數(shù)量Ne的值是否為0，如果Ne的值不是0，則將高優(yōu)先級隊列中緩存的Ne個MAC地址表項設(shè)置為無效Invalid。
[0073]本發(fā)明實施例所提供的快速同步MAC地址表的方法和裝置，在確定轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面初始化成功時，啟動轉(zhuǎn)發(fā)平面定時器；確定滿足MAC地址表同步條件時，轉(zhuǎn)發(fā)平面獲取內(nèi)存操作權(quán)限，從獲取待同步的MAC地址表項，并依據(jù)所述待同步MAC地址表項變化的內(nèi)容，將待同步MAC地址表項同步到內(nèi)存區(qū)域中指定位置。由于本發(fā)明實施例中的同步MAC地址等操作均由轉(zhuǎn)發(fā)平面完成，無需控制平面操作；并且，轉(zhuǎn)發(fā)平面將變化的