MAC地址表学习与转发

MAC地址学习过程

一般情况下，MAC地址表是设备根据收到的数据帧里的源MAC地址自动学习而建立的。

图2-2  MAC地址学习示意图

如图2-2，HostA向SwitchA发送数据时，SwitchA从数据帧中解析出源MAC地址（即HostA的MAC地址）和VLAN ID。

• 如果MAC地址表中不存在该MAC地址表项，设备则将这个新MAC地址以及该MAC地址对应的PortA和VLAN ID作为一个新的表项加入到MAC地址表中。
• 如果MAC地址表中已经存在该MAC地址表项，设备将通过重置该表项的老化时间，对该表项进行更新。

• 如果PortA加入了Eth-TrunkA，则MAC地址表项的出接口就是Eth-TrunkA。
• 交换机设备所有接口默认加入VLAN 1，如果不做修改所有MAC地址表项的VLAN ID都是VLAN 1。
• 交换机设备对于BPDU MAC（形如：0180-c200-xxxx）不会进行MAC地址学习。

所以设备在收到数据帧时，才会触发MAC地址的学习和刷新。当设备有多块接口板时，为了避免不必要的广播报文以及提高报文转发的速度，每个接口板学习到的MAC地址表项，都会自动同步到其他单板。

MAC地址老化过程

为适应网络的变化，MAC表需要不断更新。MAC表中自动生成的表项（即动态表项）并非永远有效，每一条表项都有一个生存周期，到达生存周期仍得不到更新的表项将被删除，这个生存周期被称作老化时间。如果在到达生存周期前记录被更新，则该表项的老化时间重新计算。

图2-3  MAC地址老化过程示意图

如图2-3所示，设备MAC地址老化时间设置为T。在t₁时刻有源MAC地址为00e0-fc00-0001、VLAN为1的报文从某接口进入。假定该接口已加入VLAN 1。如果之前MAC地址表不存在关于(MAC: 00e0-fc00-0001，VLAN: 1)的任何种类表项，那么这个地址就会作为动态MAC地址表项学习到地址表里，同时该表项的命中标志位被置1。

设备周期性(每经过T时间)地对所有学习到的动态MAC地址表项进行检查。

1. 在t₂时刻，检查到动态表项(MAC: 00e0-fc00-0001，VLAN: 1)的命中标志位为1，则将该表项的命中标志位置为0，但不删除这条表项。
2. 在t₂时刻和t₃时刻之间没有这种报文进入设备，那么该表项的命中标志位会一直保持为0。
3. 在t₃时刻，设备检查到该表项的命中标志位为0，认为该表项的老化时间到达，将删除此条表项。

如上所述，通过自动老化，一条动态表项在MAC地址表存在的最短时间是设备所配置的老化时间T到2T之间。

设备MAC地址老化时间可手动设置。通过设置此时间，可以灵活控制动态学习到的MAC表项在MAC地址表存在的时间。

• 交换机对于匹配报文中目的MAC的MAC地址表项缺省不老化，即目的MAC地址命中不老化。可以通过命令mac-address destination hit aging enable进行配置。

• 设备上端口频繁UP/DOWN会导致MAC地址表项可能不会在两个老化周期内正常老化掉， 此时建议检查链路质量或者通过命令port link-flap protection enable配置链路振荡保护功能进行抑制。