GARP学习总结

来源：互联网发布：淘宝订单处理的流程编辑：程序博客网时间：2024/06/01 10:41

GARP（Generic Attribute Registration Protocol）通用属性注册协议，802.1D中定义的用来在参与者（Participant）之间注册属性。GARP是一个通用的协议框架，本身并没有规定注册何种属性，我们可以利用GARP协议来注册某种具体的协议，也就是GARP的实例化。802.1D定义了一个实例，GMRP（Generic Muliticast Registration Protocol），用来注册组播属性，在802 LAN中建立组播树。802.1Q定义了另一个实例，GVRP（Generic Vlan Registration Protocol），用来注册vlan属性，将端口加入某个vlan中，也就是通过协议添加vlan端口成员。

GARP协议架构

GARP参与者是GARP协议通信和处理的主体，它是基于端口（Port）的，端点设备（end station）和交换机（bridge）的每一个端口都有一个参与者，参与者包括两个逻辑单元：应用单元（Applicant）和GID（GARP Information Declaration，GARP信息声明单元）。交换机的多个参与者（端口）之间通过GIP（GARP Information Propagation，GARP信息传播单元）连接和通信，端点设备由于只有一个端口，所以没有GIP。

应用单元处理GARP应用相关的功能，具体的有：

1）属性类型和属性值，以及他们的语法和具体编码。

GMRP定义了两种属性类型：Group MAC Address和Group Service Requirement，Group MAC Address的属性值就是48bit的组播地址

2）参与者通信的组播地址

GMRP参与者通信的目的mac地址为01-80-C2-00-00-20

GVRP参与者通信的目的mac地址为01-80-C2-00-00-21

3）GARP状态机的要求

应用单元处理的是应用的信息，处理属性相关的内容，GARP协议的处理和通信功能则主要有GID来实现，GID为了每个属性值的注册和声明的维护了一个工作状态机，状态机的状态和输入事件（event）决定了GARP的注册和声明行为，具体如下：

1）Applicant State Transition Table

2）Registrar State Transition Table

3）Applicant and Registrar state machines

4）处理服务原语（service primitive）

声明（Declaration）原语：

GID_Join.request (attribute_type, attribute_value)

GID_Leave.request (attribute_type, attribute_value)

Applicant state machine根据当前状态，动作，下一跳状态和Applicant State Transition Table的事件确定下一个状态和动作

GID接收GIP和应用单元的声明原语，产生属性声明数据帧从端口发送出去。

GID_Join.indication (attribute_type, attribute_value)

GID_Leave.indication (attribute_type, attribute_value)

Registrar state machine根据当前状态，动作，下一跳状态和Registrar State Transition Table的事件确定下一个状态和动作：注册和注销（de-registration）

GID向GIP和应用单元的发出注册原语，应用单元将属性进行注册或注销。GIP连接的另一端GID则将注册或注销信息从端口发送出去，这样注册信息就在网络中传播

GIP

GIP向GIP发送注册原语，GIP则向另一端的GID产生声明原语。在规定的GIP背景（GIP context）下，如果端口状态为forwarding，如果为注册信息，则向端口发送GARP注册数据帧，如果是注销信息，而且发送注册原语的端口是唯一注册到这个属性值的端口则发送GARP注销GARP PDU，如果还有其它端口注册到了这个属性值，则不发送。例如如果端口1和2都加入到了某个组播组，即端口1和2有接收这个组播组的数据设备，那么端口1注销时，其它端口不发送注销数据帧。

GIP context

目前有两种GIP context：base spanning tree（STP或RSTP建立的转发树和端口状态）和multiple spanning tree（MSTP 建立的转发树和端口状态）

属性在网络中的传播过程

上图是GARP属性属性信息的传播过程，交换机和端点设备都可以产生属性声明GARP PDU，一般情况下是端点设备发起属性声明，如端点设备加入某个组播组或某个vlan。端点设备的GARP参与者的应用单元向GID发送声明原语，GID产生属性声明GARP PDU，由MAC层提供的服务将GARP PDU从端口发送出去。交换机端口接收到GARP PDU后，MAC检查GARP PDU的DMAC为GARP group address，则将GARP PDU交给端口的GID处理，GID向端口的应用单元产生注册原语，应用单元则将当前接收端口注册到属性注册表项中（只有接收GARP的端口才会注册到属性表中，其余的只将属性传播到其它的交换机和端点设备）；GID同时向GIP产生注册原语，这条注册原语被GIP转成声明原语传递给其它端口的GID，在规定的GIP context下，如果端口状态为forwarding，GID则请求MAC服务，将声明GARP PDU从端口发送出去。如果是其他状态（如RSTP端口的状态为block和disable），则不发送。其它的交换机和端点设备接收到传播的GARP声明帧后进行同样的注册和传播处理，直到GARP属性信息传播到网络中所有的交换机和端点设备。

上图是其它设备向注册属性的设备发送数据时的数据传播路径，路径与注册的路径相同，只是数据流动的方向相反。如某个设备向组播组发送数据，由注册到这个组播组的端点设备接收

GARP PDU数据结构

GARP PDU链路层采用802.2定义的LLC封装

LLC封装：

1）PDU的目的mac地址如下表所示（目前定义了2个，表中其它的暂时保留）：

支持GARP的设备接收到目的MAC地址为下表中的地址的帧，则不进行转发。不支持GARP的设备则向其它所有的端口广播。

2）SMAC为发送端口的mac地址

3）源和目的LLC地址和STP的LLC地址一样，为0x42

mac层根据目的mac和协议ID（Protocol Identifier）区分GARP PDU和BPDU。GARP PDU的协议ID=1

GARP PDU ：

BNF形式定义的GARP数据结构

GARP PDU ::= Protocol ID, Message {, Message}, End Mark
Protocol ID SHORT ::= 1
Message ::= Attribute Type, Attribute List

Attribute Type BYTE ::= Defined by the specific GARP Application
Attribute List ::= Attribute {,Attribute}, End Mark
Attribute ::= Ordinary Attribute | LeaveAll Attribute
Ordinary Attribute ::= Attribute Length, Attribute Event, Attribute Value
LeaveAll Attribute ::= Attribute Length, LeaveAll Event
Attribute Length BYTE ::= 2-255
Attribute Event BYTE ::= JoinEmpty | JoinIn | LeaveEmpty | LeaveIn | Empty
LeaveAll Event BYTE ::= LeaveAll
Attribute Value ::= Defined by the specific GARP Application
End Mark ::= 0x00 | End of PDU
LeaveAll ::= 0
JoinEmpty ::= 1
JoinIn ::= 2
LeaveEmpty ::= 3
LeaveIn ::= 4
Empty ::= 5