MAC地址转发表简介

以太网交换机的主要功能是在数据链路层对报文进行转发，也就是根据报文的目的MAC地址将报文输出到相应的端口。MAC地址转发表是一张包含了MAC地址与转发端口对应关系的二层转发表，是以太网交换机实现二层报文快速转发的基础。MAC地址转发表的表项中包含如下信息：

l 目的MAC地址

l 端口所属的VLAN ID

l 本设备上的转发出端口编号

以太网交换机在转发报文时，根据MAC地址表项信息，会采取以下两种转发方式：

l 单播方式：当MAC地址转发表中包含与报文目的MAC地址对应的表项时，交换机直接将报文从该表项中的转发出端口发送。

l 广播方式：当交换机收到目的地址为全F的报文，或MAC地址转发表中没有包含对应报文目的MAC地址的表项时，交换机将采取广播方式将报文向除接收端口外的所有端口转发。

MAC地址转发表中的表项可以通过两种方式进行更新和维护：

l 手工配置方式

l MAC地址学习方式

通常情况下，多数MAC地址表项都是通过MAC地址学习功能创建和维护的。以太网交换机学习MAC地址的过程如下：

(1) 如所示，当UserA需要与同处在VLAN1中的UserB通信时，需要将报文发送到交换机的Ethernet1/0/1端口，此时交换机将该报文的源 MAC地址，即UserA的地址“MAC-A”记录到自身的MAC地址转发表中，形成如所示的表项。

图1-1 MAC地址学习过程图示一

图1-2 交换机中的MAC地址转发表项一

(2) 学习过程完成后，交换机将对该报文进行转发，由于现有的MAC地址转发表中没有关于UserB的MAC地址及端口的对应表项，因此，交换机会如所示将该报 文向除Ethernet1/0/1之外的所有端口进行转发，以尽最大能力保证UserB能够收到该报文。

图1-3 MAC地址学习过程图示二

(3) 由于交换机采用广播方式发送报文，UserB和UserC都会收到，但UserC不是该报文的目的设备，因此不会进行处理。而正常情况下，UserB会向 UserA发送报文进行响应，如所示。当该响应报文发送至Ethernet1/0/4端口时，交换机会采取同样的MAC地址学习方式将UserB的地址和 端口对应关系保存到MAC地址转发表中。

图1-4 MAC地址学习过程图示三

(4) 此时交换机的转发表中应包含如所示的两条表项。在转发响应报文时，由于MAC地址转发表中已经包含目的为“MAC-A”的表项，因此交换机不会再次采取广 播操作，而是直接将报文通过Ethernet1/0/1端口发送至UserA，完成此次报文交互过程。

图1-5 交换机中的MAC地址表项二

(5) 在此之后UserA和UserB的通信报文，交换机将按照表项信息直接进行单播发送。

& 说明：

l 在某些特殊情况下，例如UserB不可达或UserB虽然收到报文但没有回复，交换机将无法学习到UserB的MAC地址。因此，在下一次收到目的为UserB的报文时，交换机依然会以广播方式进行发送。

l 交换机通过MAC地址学习机制只能学习到单播地址；对于源MAC地址是广播地址的报文，交换机将直接丢弃。