一种优化arp老化机制的装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种优化ARP老化机制的装置和方法。
【背景技术】
[0002] 在网络通信过程中，经常会出现跨VLAN (Virtual Local Area Network,虚拟局 域网）转发报文的情况，所谓跨VLAN转发是三层转发的一种。由于在二层报文转发使用的 是MAC地址，而在三层报文转发使用的是IP地址，所以交换设备需要根据缓存的ARP表项 来实现从IP地址到MAC地址的解析，已达到跨VLAN转发报文的目的。其中，ARP表项包括 了 MAC地址及其对应的IP地址。为了保证解析的正确性，交换设备需要不断进行ARP表项 的删除更新。
[0003] 在现有技术中，ARP表项会有一个老化时间，在老化时间内，如果收到ARP的回应 报文或者得到传输层确认，将延长该表项的老化时间，进入下一个老化周期；如果未收到确 认，而且也没应用过，则在一定时间后删除该表项，以释放内存并优化查找速度；如果应用 过，但未得到确认，则进入探测状态，如果得到回应，则进入下一个老化周期，如果未得到确 认，一定时间后，删除该表项。
[0004] 但是，目前很多网络设备采用的是表项维护和表项应用相分离的实现方式，例如 交换机，它主要靠芯片来进行报文转发的，这样一来，交换机内部的芯片会应用ARP表项， 但维护ARP表项的工作是由芯片外部的CPU完成的。对于这一类的设备，现有技术中的ARP 表项老化方式会存在严重隐患：(PU将ARP表项下发给芯片后，该表项对应的报文都由芯片 来转发，但CPU不会收到该表项对应的报文，这样一来，老化时间过后，该表项将被删除，芯 片会在瞬间发送大量报文，并触发ARP解析过程，导致CPU负载过重，严重的可能引起CPU 瘫痪，网络链路中断。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供一种网络管理装置和方法，应用在网络管理设备上，该装置 包括查询匹配单元、推迟探测单元和一般处理单元，其中，
[0006] 查询匹配单元，当ARP表项到达老化时间时，将没有标记的表项与MAC地址转发表 进行匹配，该表项的MAC地址在MAC地址转发表中有相应记录，则将该表项进行标记；
[0007] 推迟探测单元，将ARP表中标记的表项的老化时间再推迟预定时长T1，当经过预 定时长T1，再次达到老化时间时，对该表项进行探测；
[0008] -般处理单元，将ARP表中没有标记的表项按照现有老化规则进行处理。
[0009] 本发明还提供一种优化ARP老化机制的方法，应用于网络设备上，该方法包括：
[0010] 步骤A，在ARP表项到达老化时间时，将没有标记的表项与MAC地址转发表进行匹 配，若该表项的MAC地址在MAC地址转发表中有相应记录，则将该表项进行标记；
[0011] 步骤B，将ARP表中有标记的表项的老化时间再推迟预定时长T1，并经过预定时长 T1，再次达到老化时间时，对该表项进行探测；
[0012] 步骤C，将ARP表中没有标记的表项按照预定老化规则进行处理。
[0013] 本发明能够在现有ARP老化机制的基础上进行优化，由于目前很多网络设备采用 的是表项维护和表项应用相分离的实现方式，例如交换机，它们内部的芯片会应用ARP表 项，但维护ARP表项的工作是由芯片外部的CPU完成，这样的能够快速高效的进行ARP老 化，老化时间过后，该表项将被删除，芯片会在瞬间发送大量报文，并触发ARP解析过程，导 致CPU负载过重，而本发明就避免了现有技术可能造成的这种隐患。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明一种实施方式中优化ARP老化机制装置的逻辑结构及其典型硬件环 境的示意图。
[0015] 图2是本发明一种实施方式中优化ARP老化机制的一般处理流程图。
【具体实施方式】
[0016] 本发明提供一种优化ARP老化机制的装置和方法，来解决现有ARP老化机制中，采 用表项维护和表项应用相分离的实现方式时产生的隐患。请参考图1，在一种软件实现的优 选方式中，本发明提供一种优化ARP老化机制的装置，其应用于网络设备上，该装置运行的 基本硬件环境包括CPU、内存、非易失性存储器以及各种硬件，从逻辑层面上来看，该装置包 括：查询匹配单元、推迟探测单元和一般处理单元。请参考图2。
[0017] 步骤101，查询匹配单元在ARP表项到达老化时间时，将没有标记的表项与MAC地 址转发表进行匹配，该表项的MAC地址在MAC地址转发表中有相应记录，则将该表项进行标 记；
[0018] 步骤102,推迟探测单元将ARP表中标记的表项的老化时间再推迟预定时长T1，当 经过预定时长T1，再次达到老化时间时，对该表项进行探测；
[0019] 步骤103, 一般处理单元在达到预定的老化时间时，将ARP表中没有标记的表项按 照现有老化规则进行处理。
[0020] 所述查询匹配单元在ARP表项到达老化时间时，将没有标记的表项与MAC地址转 发表进行匹配，该表项的MC地址在MC地址转发表中有相应记录，则说明MC地址对应的 主机在二层上有通信，也就是说，该主机处于正常通信状态。为了便于后期的判断处理，将 该表项进行标记。其中，所述间隔时间Tl通常会比老化周期时长短。
[0021] 在进行完查询匹配之后，将会出现两个结果：一种是该表项的MAC地址在MAC地址 转发表中有相应记录，也就是说匹配成功；另一种是该表项的MAC地址在MAC地址转发表中 没有相应记录，也就是说匹配失败。
[0022] 另外，如果在一个老化周期内，某个ARP表项在一次匹配过程中，匹配成功，被标 记，则在下一次的匹配过程中，该表项则不会再被进行匹配。直到该表项进入下一个老化周 期时，该表项的标记被取消后，接下来进行的匹配过程才会对该表项进行匹配。
[0023] 对于匹配成功的ARP表项，推迟探测单元会将匹配成功的表项老化时候推迟一段 时间，推迟的时长Tl是实现设置好的，且Tl小于老化周期时长。在经过时长Tl后，推迟探 测单元会对ARP表中进行了标记的表项发送探测报文，进行探测。如前所述被标记的表项 表明使用表项中MAC地址的主机还在正常通信，只是其发送的报文只涉及二层转发，不涉 及三层转发而已，此时将该主机的ARP表项按照现有技术的方式直接老化掉是不合理的， 因此，本发明对其进行特别的延迟探测处理。
[0024] 对ARP表项进行探测的具体步骤为：对需要进行探测的ARP表项中的MAC地址发 送一个探测报文，如果在预定时长T2内，没有收到回应报文，则再次发送探测报文，如此反 复，直到达到预定的探测终止条件时，仍未收到回应报文，则停止探测，删除该表项；如果收 到回应报文则保存该表项，将老化时间推迟一个老化周期。
[0025] 所说的探测终止条件可以是预先设置好的次数，例如，每隔10秒发送一次探测报 文，在发送三次探测报文后就停止探测。另外，发送探测报文的间隔时长T2通常小于老化