learning vnet:L2 vSwitch mac地址老化及mac地址表最大规格（2）

dpdk-vpp源码解读

发布于 2024-04-28 14:58:02

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在前面文章《learning vnet:L2 vSwitch》介绍过MAC 学习的过程，本文来学习一下mac地址老化机制及mac地址表学习最大规格。交换机的MAC地址老化机制是为了维护MAC地址表的有效性和防止MAC资源表浪费而设计的。在交换机的正常工作中，会不断监控各个网口传输的数据帧并学习源MAC地址及其对应的网口信息。当交换机在某网口接收到一个数据帧时，会将其源MAC地址添加到MAC地址表中，或者更新已存在的MAC地址条目。

上文中我们创建了BD域及两个tap接口，我们继续在此基础上学习mac地址老化机制。可以通过命令行 show bridge-domain 1 查询BD域中mac老化状态设置及当前BD域最大学习mac数量。

dpdk-vpp源码分析: show bridge-domain 1 detail
  BD-ID   Index   BSN  Age(min)  Learning  U-Forwrd   UU-Flood   Flooding  ARP-Term  arp-ufwd Learn-co Learn-li   BVI-Intf 
    1       1      0     off        on        on       flood        on       off       off        2    16777216     N/A

在默认情况下mac地址老化机制是关闭，单个BD域MAC地址表最大学习数量规格（learn-li 的大小）是16777216 = 256*1024*64。默认情况下等于全局mac地址表最大数量。通过show l2fib all命令行可查询mac地址表存储最大规格及全局最大mac 地址存储规格的限制。

dpdk-vpp源码分析: show l2fib all
    Mac-Address     BD-Idx If-Idx BSN-ISN Age(min) static filter bvi         Interface-Name        
 02:fe:77:ee:1a:87    1      2      0/1      -       -      -     -               tap2             
 02:fe:7f:e2:47:d1    1      1      0/1      -       -      -     -               tap1             
L2FIB total/learned entries: 2/2  Last scan time: 0.0000e0sec  Learn limit: 16777216

全局MAC地址学习数量限制需在vpp启动配置文件startup.conf中设置，为了验证mac限制是否生效，如下我们设置最大极限是2。

l2learn {
    limit 2
}

设置完成之后，重新启动vpp进程，查询l2fib表资源，最大mac地址表规格已经修改为2。

上图中很明显存在问题的，单个BD中mac地址数量限制大小未修改，还是默认大小。我们尝试验证一下，是否会影响mac地址学习数量。我们在vpp中创建一个tap3接口，触发mac地址学习，当前已经学习到2个mac地址，达到极限，我们在命名空间PC1中ping 192.168.1.3看一下是否可以学习到到tap3的mac地址。

上图很明显无法学习到tap3接口的mac地址。但是可以ping通，我们抓取了其trace流程，发现其走了未知单播泛洪。如下：

00:17:22:806876: virtio-input
  virtio: hw_if_index 1 next-index 4 vring 0 len 98
    hdr: flags 0x00 gso_type 0x00 hdr_len 0 gso_size 0 csum_start 0 csum_offset 0 num_buffers 1
00:17:22:806888: ethernet-input
  frame: flags 0x1, hw-if-index 1, sw-if-index 1
  IP4: 02:fe:61:00:50:e7 -> 02:fe:3d:14:e4:6e
00:17:22:806901: l2-input
  l2-input: sw_if_index 1 dst 02:fe:3d:14:e4:6e src 02:fe:61:00:50:e7 [l2-learn l2-fwd l2-flood l2-flood ]
00:17:22:806905: l2-learn
  l2-learn: sw_if_index 1 dst 02:fe:3d:14:e4:6e src 02:fe:61:00:50:e7 bd_index 1
00:17:22:806910: l2-fwd
  l2-fwd:   sw_if_index 1 dst 02:fe:3d:14:e4:6e src 02:fe:61:00:50:e7 bd_index 1 result [0xffffffffffffffff, -1] static age-not bvi filter learn-event learn-move
00:17:22:806914: l2-flood
  l2-flood: sw_if_index 1 dst 02:fe:3d:14:e4:6e src 02:fe:61:00:50:e7 bd_index 1
  l2-flood: sw_if_index 1 dst 02:fe:3d:14:e4:6e src 02:fe:61:00:50:e7 bd_index 1
00:17:22:806923: l2-output
  l2-output: sw_if_index 3 dst 02:fe:3d:14:e4:6e src 02:fe:61:00:50:e7 data 08 00 45 00 00 54 f7 f9 40 00 40 01
  l2-output: sw_if_index 2 dst 02:fe:3d:14:e4:6e src 02:fe:61:00:50:e7 data 08 00 45 00 00 54 f7 f9 40 00 40 01
00:17:22:806928: tap3-output
  tap3 flags 0x00180005
  IP4: 02:fe:61:00:50:e7 -> 02:fe:3d:14:e4:6e
  ICMP: 192.168.1.1 -> 192.168.1.3
    tos 0x00, ttl 64, length 84, checksum 0xbf5a dscp CS0 ecn NON_ECN
    fragment id 0xf7f9, flags DONT_FRAGMENT
  ICMP echo_request checksum 0xcf5 id 33417
00:17:22:806933: tap2-output
  tap2 flags 0x00180005
  IP4: 02:fe:61:00:50:e7 -> 02:fe:3d:14:e4:6e
  ICMP: 192.168.1.1 -> 192.168.1.3
    tos 0x00, ttl 64, length 84, checksum 0xbf5a dscp CS0 ecn NON_ECN
    fragment id 0xf7f9, flags DONT_FRAGMENT
  ICMP echo_request checksum 0xcf5 id 33417
00:17:22:806936: tap3-tx
    buffer 0x9e47a: current data 0, length 98, buffer-pool 0, ref-count 1, trace handle 0x0
                    l2-hdr-offset 0 l3-hdr-offset 14
  hdr-sz 0 l2-hdr-offset 0 l3-hdr-offset 14 l4-hdr-offset 0 l4-hdr-sz 0
  IP4: 02:fe:61:00:50:e7 -> 02:fe:3d:14:e4:6e
  ICMP: 192.168.1.1 -> 192.168.1.3
    tos 0x00, ttl 64, length 84, checksum 0xbf5a dscp CS0 ecn NON_ECN
    fragment id 0xf7f9, flags DONT_FRAGMENT
  ICMP echo_request checksum 0xcf5 id 33417
00:17:22:806954: tap2-tx
    buffer 0x9b0ae: current data 0, length 98, buffer-pool 0, ref-count 1, trace handle 0x0
                    l2-hdr-offset 0 l3-hdr-offset 14
  hdr-sz 0 l2-hdr-offset 0 l3-hdr-offset 14 l4-hdr-offset 0 l4-hdr-sz 0
  IP4: 02:fe:61:00:50:e7 -> 02:fe:3d:14:e4:6e
  ICMP: 192.168.1.1 -> 192.168.1.3
    tos 0x00, ttl 64, length 84, checksum 0xbf5a dscp CS0 ecn NON_ECN
    fragment id 0xf7f9, flags DONT_FRAGMENT
  ICMP echo_request checksum 0xcf5 id 33417

接下来我们设置全局mac地址表数量为500，设置BD域mac地址表数量为2，再此验证一下是否可以学习tap3接口的mac地址。

我们通过命令行set bridge-domain learn-limit 设置BD域的mac地址学习数量已经修改为2。

pdk-vpp源码分析: set bridge-domain learn-limit 1 2
dpdk-vpp源码分析: show bridge-domain 1
  BD-ID   Index   BSN  Age(min)  Learning  U-Forwrd   UU-Flood   Flooding  ARP-Term  arp-ufwd Learn-co Learn-li   BVI-Intf
    1       1      0     off        on        on       flood        on       off       off        3        2        N/A

接下来我们验证是否可以限制最大学习数量，再次执行ping 192.168.1.3，无法学习到tap3接口的mac地址的。确实是生效的。