前言
上次有寫過一篇《
20張圖深度詳解MAC地址表、ARP表、路由表
》的文章，裡面有提到了
MAC地址表
。那麼什麼是MAC地址表？MAC地址表有什麼作用？MAC地址表裡麵包含了哪些要素？今天帶你好好嘮嘮。
我們以一個案例為例：
如上圖：PC1和PC2透過交換機SW1直連，此時PC1想要和PC2通訊。
1、根據
TCP/IP參考模型
，PC1想要和PC2通訊，除了需要知道PC2的IP地址，還需要知道PC2的MAC地址，這個我們在之前章節已經講了，可以透過ARP廣播獲取PC2的目的IP地址。（PC1的ARP表項如下圖）
2、PC1將報文封裝好傳送給交換機SW1，交換機SW1會
查詢MAC地址表
，匹配到PC2的MAC地址，查找出介面為GE0/0/2。（交換機的MAC地址表如下圖）
3、交換機SW1將報文發給PC2，PC2收到後
解封裝
發現目的MAC和目的IP均為自己的，因此接收該報文繼續處理。
以上就是整個案例的通訊過程，可是我們有沒有想過，就是交換機SW1的MAC地址表是怎麼生成的？交換機的MAC地址表是啥樣的？由哪些要素構成？
MAC地址表
MAC地址表：
簡單的說，MAC地址表是交換機等網路裝置記錄
MAC地址和埠的對映關係
（見下圖），代表了交換機從哪個埠學習到了某個MAC地址，交換機把這個資訊記錄下來，後續交換機需要轉發資料的時候就可以根據報文的目的MAC地址去根據MAC地址錶轉發資料。
華為交換機上可以透過命令
display mac-address
檢視所有型別的MAC地址表項資訊；
MAC地址表作用：
1、用於存放交換機所學習到的其它裝置的MAC地址資訊。
2、用於交換機在轉發資料時，根據乙太網幀中的目的MAC地址和VLAN編號查詢MAC表，快速定位裝置的出介面。
MAC地址表主要構成：
包括目的MAC地址、裝置所屬的VLAN、出介面、MAC表項型別、老化時間等。
下面我們就分別來講下MAC地址表的五大要素。
目的MAC地址
什麼是MAC地址？
每個網絡卡或三層網口都有一個
MAC 地址
， MAC 地址是燒錄到硬體上，因此也稱為
硬體地址
。MAC 地址作為資料鏈路裝置的地址識別符號，需要保證網路中的每個 MAC 地址都是
唯一
的，才能正確識別到資料鏈路上的裝置。
MAC地址組成？
MAC 地址由
6
個位元組組成。前 3 個位元組表示
廠商識別碼
，每個網絡卡廠商都有特定唯一的識別數字。後 3 個位元組由廠商給每個網絡卡進行分配。廠商可以保證生產出來的網絡卡不會有相同 MAC 地址的網絡卡。
MAC地址
MAC地址表示方法？
為了檢視方便， 6 個位元組的 MAC 地址使用
十六進位制
來表示。每個位元組的 8 位二進位制數分別用 2 個十六進位制數來表示。
例如我的網絡卡 MAC 地址是
34-F6-4B-62-B3-85
。可以在自己的PC透過開啟cmd透過命令
ipconfig /all
檢視
交換機是如何學習MAC地址的？
1、交換機在從某介面收到資料幀時會
基於源MAC地址學習
，然後在MAC地址表中新增MAC地址和介面的對映關係，生成對應的MAC地址表項
2、交換機在轉發資料幀時是
基於目的MAC地址進行轉發
。
所屬VLAN
當交換機上的介面有繫結VLAN時，生成的MAC地址表項會標識介面所屬的VLAN。如下圖中介面10GE1/0/1的所屬VLAN為100。
關於VLAN，我們簡單看下VLAN相關的概念。
什麼是VLAN？
VLAN是為了在二層隔離廣播域而提出的一個概念。
舉個例子，我們班級一共有15個人，為了方便管理，我們3人1組，分成組1，組2，組3，組4，組5。那麼劃分VLAN就類似於分組的概念。
如下圖：我們將PC1和PC3劃分為VLAN10，PC2和PC4劃分為VLAN20，那麼
相同的VLAN之間可以通訊，不同VLAN之間二層不可以通訊。
怎麼區分不同的 VLAN ？
透過 VLAN ID 進行區分，例如 VLAN 10 和 VLAN 20 就是不同的 VLAN 。
VLAN 技術有哪些好處？
增加了廣播域的數量，
減小了每個廣播域的規模
，也減少了每個廣播域中終端裝置的數量；
增強了網路安全性，
保障網路安全的方法增加了；
提高了網路設計的邏輯性
，可以規避地理、物理等因素對於網路設計的限制。
VLAN 劃分
交換機通常會使用
基於埠劃分 VLAN
的方法。在交換機上手動配置，繫結交換機埠和 VLAN ID 的關係。
如下圖就是基於介面的方式劃分VLAN。
優點：配置簡單。想要把某個埠劃分到某個 VLAN 中，只需要把埠的
PVID
（埠 VLAN ID ）配置到相應的 VLAN ID 即可。
缺點：當終端裝置移動位置是，可能需要為終端裝置連線的新埠重新劃分 VLAN 。
除了這種方法外，還可以使用
基於
MAC 地址劃分 VLAN
、
基於 IP 地址劃分 VLAN
、
基於協議劃分 VLAN
、
基於策略劃分 VLAN
等方法來劃分 VLAN。
出介面
當交換機收到一個數據包會根據資料幀的
目的MAC地址
去查詢MAC地址表，如果能夠匹配到，那麼就會根據表項的
出介面
傳送出資料幀。
如上圖所示：
1、PC1傳送一個如下圖所示的資料幀給SW1，目的MAC為PC2的MAC；
2、交換機SW1收到該資料幀後根據目的MAC查詢MAC地址表，匹配到表項，按照表項提供的出介面將資料從G0/0/2口轉發出去；
3、PC2收到資料幀後進行解封裝，通訊結束。
MAC地址表表項型別
MAC地址表生成的方式有多種，最常見的就是
動態生成MAC地址表項。
下面我們一起看下MAC地址表的表項型別：
1、
static
：靜態MAC地址表項。由使用者手工配置，表項不會被老化。
2、blackhole：標識黑洞MAC地址表項，由使用者手工配置，表項不會被老化。
3、
dynamic
：標識動態MAC地址表項，由裝置透過源MAC地址學習獲得，表項有老化時間，可被老化。
4、security：標識安全動態MAC表項，由介面使能埠安全功能後學習到的MAC地址表項。
5、sticky：標識Sticky MAC表項，由介面使能Sticky MAC功能後學習到的MAC地址表項。
6、mux：標識MUX MAC表項，當介面使能MUX VLAN功能後，該介面學習到的MAC地址表項會記錄到mux型別的MAC地址表項中。
7、snooping：根據DHCP Snooping繫結表生成的靜態MAC表項型別。
8、evn：標識EVN或EVPN網路中存在的MAC地址表項。
9、authen：使用者透過MAC認證或802。1x認證後形成的MAC地址表項。
10、tunnel：透過二層隧道學到的MAC地址。
11、ovsdb：標識透過OVSDB學習到的MAC地址表項。由VMware NSX控制器下發至本端裝置獲得，表項不會被老化。系統復位或介面板熱插拔後不丟失。
老化時間
MAC老化時間：
動態MAC地址學習時間，單位是秒。
華為交換機可以透過命令
display mac-address aging-time
命令用來檢視MAC地址表中動態MAC地址表項的老化時間。
使用本命令
檢視動態MAC地址表項的老化時間為0秒時，說明學習到的動態MAC地址不會被老
化，可能會使MAC地址表項爆炸式增長，降低系統性能。
