MAC地址学习

         大家好呀，我是请假君，今天又来和大家一起学习数通了，今天要分享的知识是MAC地址学习。

        一、MAC地址表初始化：

        为了转发报文，以太网交换机需要维护MAC地址表。MAC地址表的表项中包含了与本交换机相连的终端主机的MAC地址、本交换机连接主机的端口等信息。

        在交换机刚启动时，它的MAC地址表中没有表项。此时如果交换机的某个端口收到数据帧，它会把数据帧从所有其它端口转发出去。这样，交换机就能确保网络中其它所有的终端主机都能收到此数据帧。但是，这种广播式转发的效率低下，占用了太多的网络带宽，并不是理想的转发模式。

        为了能够仅转发目标主机所需要的数据，交换机就需要知道终端主机的位置，也就是主机连接在交换机的哪个端口上。这就需要交换机进行MAC地址表的正确学习。

        二、MAC地址表学习过程(1)

        交换机通过记录端口接收数据帧中的源MAC地址和端口的对应关系来进行MAC地址表学习。

        如上图，PCA发出数据帧，其源地址是自己的地址 MAC_A，目的地址是PCD的地址MAC_D。交换机在端口E1/0/1收到数据帧后，查看其中的源MAC地址，并添加到MAC地址表中，形成一条MAC地址表项。因为MAC地址表中没有MAC_D的相关记录，所以交换机把此数据帧从所有其它端口都发送出去。

        交换机在学习MAC地址时，同时给每条表项设定一个老化时间，如果在老化时间到期之前一直没有刷新，则表项会清空。交换机的MAC地址表空间是有限的，设定表项老化时间有助于回收长久不用的MAC表项空间。

        三、MAC地址表学习过程(2)

        同样的，当网络中其它PC发出数据帧时，交换机记录其中的源MAC地址，与接收到数据帧端口相关联起来，形成MAC地址表项。

        当网络中所有的主机的MAC地址在交换机中都有记录后，意味着MAC地址学习完成，也可以说交换机知道了所有主机的位置。

        交换机在MAC地址学习时，需要遵循以下原则:

        1.一个MAC地址只能被一个端口学习 

        2.一个端口可学习多个MAC地址

        交换机进行MAC地址表学习的目的是知道主机所处的位置，所以只要有一个端口能到达主机就可以，多个端口到达主机反而造成带宽浪费，所以系统设定MAC地址只与一个端口关联。如果一个主机从一个端口转移到另一个端口，交换机在新的端口学习到了此主机MAC地址，则会删除原有表项。

        一个端口上可关联多个MAC地址。比如端口连接到一个Hub，Hub连接多个主机，则此端口会关联多个MAC地址。

        好的，那么今天的分享就到这里，有疑问的欢迎来评论区讨论，我们下次再见。