一、MAC 地址简介
1.MAC（Media Access Control）地址用来定义网络设备的位置。MAC 地址由 48 比特
长、12 位的 16 进制数字组成，其中从左到右开始，0 到 23bit 是厂商向 IETF 等机构申请用
来标识厂商的代码，24 到 47bit 由厂商自行分派，是各个厂商制造的所有网卡的一个唯一
编号。
MAC 地址可以分为 3 种类型：
（1）单播 MAC 地址：第 8bit 为 0 的 MAC 地址为单播 MAC 地址，这种类型的
MAC 地址唯一的标识了以太网上的一个终端，该地址为全球唯一的硬件地址。
（2）广播 MAC 地址：全 1 的 MAC 地址为广播地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF），用来表
示 LAN 上的所有终端设备。
（3）组播 MAC 地址：除广播地址外，第 8bit 为 1 的 MAC 地址为组播 MAC 地址
（例如 01-00-00-00-00-00），用来代表 LAN 上的一组终端。
2.交换机的转发行为
A、泛洪：当交换机收到未知单播帧（不能从 MAC 地址表中查找到相应的出接口的单
播帧）、广播帧或组播帧时会进行泛洪处理，会将该帧从接收端口以外的其他端口发送出
去。
B、转发：当交换机收到已知单播帧时，会从 MAC 地址表对应的出接口转发。
C、丢弃：当交换机收到单播帧后通过查找 MAC 地址表发现发送接口和接受该数据帧
接口一致，则丢弃处理。
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。
交换机会从数据帧中解析出源 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 地址对应的端口号和 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。所以设备在收到数据帧时，
才会触发 MAC 地址的学习和刷新。MAC 地址表的老化时间为 300s。
二、MAC 地址表的定义和分类
1、MAC 地址表的定义
MAC 地址表记录了交换机学习到的其他设备的 MAC 地址与接口的对应关系，以及接口所
属 VLAN 等信息。设备在转发报文时，根据报文的目的 MAC 地址查询 MAC 地址表，如果
MAC 地址表中包含与报文目的 MAC 地址对应的表项，则直接通过该表项中的出接口转发
该报文；如果 MAC 地址表中没有包含报文目的 MAC 地址对应的表项时，设备将采取广播
方式在所属 VLAN 内除接收接口外的所有接口转发该报文。
2、MAC 地址表的分类
MAC 地址表中的表项分为：动态表项、静态表项和黑洞表项。
A、动态表项
特点：由接口通过报文中的源 MAC 地址学习获得，表项可老化，默认老化时间 300 秒。
在系统复位、接口板热插拔或接口板复位后，动态表项会丢失。
作用：
通过查看动态 MAC 地址表项，可以判断两台相连设备之间是否有数据转发。
通过查看指定动态 MAC 地址表项的个数，可以获取接口下通信的用户数。
B、静态表项
特点：
由用户手工配置，并下发到各接口板，表项不可老化。
在系统复位、接口板热插拔或接口板复位后，保存的表项不会丢失。
接口和 MAC 地址静态绑定后，其他接口收到源 MAC 是该 MAC 地址的报文将会被丢
弃。
一条静态 MAC 地址表项，只能绑定一个出接口。
一个接口和 MAC 地址静态绑定后，不会影响该接口动态 MAC 地址表项的学习。
作用：
通过绑定静态 MAC 地址表项，可以保证合法用户的使用，防止其他用户使用该 MAC 进
行攻击。
C、黑洞表项
特点：
由用户手工配置，并下发到各接口板，表项不可老化。
在系统复位、接口板热插拔或接口板复位后，保存的表项不会丢失。
配置黑洞 MAC 地址后，源 MAC 地址或目的 MAC 地址是该 MAC 的报文将会被丢弃。
作用：通过配置黑洞 MAC 地址表项，可以过滤掉非法用户。
三、MAC 地址表的组成和作用
1、MAC 地址表的组成
MAC 地址表是以 MAC 地址和 VLAN ID 或 VSI 为索引来唯一标识。
当一台目的主机属于多个 VLAN 或 VSI 时，在 MAC 地址表中就会存在相同 MAC 地址拥
有多个不同 VLAN ID 或 VSI 的情况。
表 1 中是四条不同的 MAC 地址表项。如第一条 MAC 地址表项的作用是：从设备任意接口
进入的目的 MAC 为 0011-0022-0034，VLAN ID 为 10 的报文，都会从 GE3/0/1 接口转发
出去。
2、MAC 地址表的作用
MAC 地址表用于指导报文进行单播转发。
PC1 发往 PC3 的报文，在到达交换机 Switch 时，根据报文中的目的 MAC 地址
MAC3 和 VLAN10 查询交换机的 MAC 地址表，获取出接口 Port3，然后报文直接从接口
Port3 转发到 PC3，完成数据的转发。
四、MAC 地址学习和老化
1、MAC 地址表的学习过程
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。
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。
2、MAC 地址表的老化过程
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。
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