概述
mac地址學習雖然說起來比較簡單，但是在工作中，還是經(jīng)常看小伙伴不能正確的應(yīng)用，遇到問題時也比較迷茫，不知道如何分析問題。究其原因，可能還是對MAC地址學習的工作原理了解的不夠，所以我今天寫一篇文章，給還迷糊的小伙伴在普及一下，如果是已經(jīng)了解的同學，可以當做復(fù)習。
MAC地址簡介
在OSI七層模型中，每一層都有不同標識符，用來區(qū)分不同的設(shè)備，這樣它們之間才能對等的進行通信。而MAC地址是數(shù)據(jù)鏈路層（layer2）標識符，在數(shù)據(jù)鏈路層唯一標識一臺設(shè)備。
OSI七層模型
MAC地址總共有48個比特（bit），在工作中通常使用16進制來表示，一般有兩種寫法，一種是：HH:HH:HH:HH:HH:HH格式，如下圖：
HH:HH:HH:HH:HH:HH
另外一種是：HHHH:HHHH:HHHH，如下圖：
HHHH:HHHH:HHHH
中間可以使用冒號（：）或者點（.）分割，看具體的廠商實現(xiàn)。
源MAC vs 目的MAC
我們注意到，在一個以太網(wǎng)報文中，有兩個MAC地址：源MAC、目的MAC，如下圖所示：
源MAC、目的MAC
那么這兩個MAC地址有什么區(qū)別呢？這也是大家容易犯迷糊的地方，其實只要記住三句話就可以了：
- 源MAC地址是屬于報文發(fā)送者；
- 目的MAC地址是屬于報文終結(jié)者；
- 交換機接收到報文以后，會記錄源MAC，同時根據(jù)目的MAC查找出接口。
MAC地址學習原理
MAC地址學習是針對于交換機來說的，它說的是交換機在收到一個報文時，會把報文的源MAC地址記錄在MAC地址表項中。
如下圖所示，交換機E0/1接口收到任何PC1發(fā)送的報文，都會把源地址記錄在MAC地址表項中：
記錄MAC地址表項
交換機MAC地址表項的格式類似于下圖：
MAC地址表項
當交換機從別的接口，收到目的MAC是0000:0000:1111的報文時，就會從E0/1接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，這個也稱為查找MAC地址表。
下面我們以一個具體的例子來闡述上面的內(nèi)容。
原理舉例
拓撲
拓撲圖
- 三臺PC配置同一個網(wǎng)段的IP地址；
- 交換機和三臺PC相連的接口配置同一個Access VLAN 10；
MAC地址學習
初始情況下，交換機的MAC地址表項是空的，如下圖：
初始的MAC Table
當PC1發(fā)送的任何報文到達交換機時，例如ARP報文：
ARP報文
交換機都會記錄報文的源MAC地址，同時更新在MAC地址表項中，如下圖所示：
更新MAC地址表
下次如果收到目的MAC為0000.0000.1111的報文，就會只從E0/1接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，如下圖所示：
特定出接口
估計看到這里，有小伙伴就會問：如果交換機接收到的報文，在MAC地址表找不到目的MAC對應(yīng)的表項該怎么辦？
答案是：在同一個VLAN里進行泛洪。
例如此時PC2發(fā)送一個報文，其目的MAC地址為0000.0000.4444，交換機沒有這個表項，則交換機會把報文同時發(fā)送到PC1和PC3，如下圖所示：
交換機泛洪報文
總結(jié)
各位小伙伴看完上面的描述，應(yīng)該對MAC地址學習的原理了解了吧，我們簡單的總結(jié)出3條結(jié)論：
- MAC地址學習，記錄是接收報文的源MAC地址；
- 交換機收到報文以后，會根據(jù)目的MAC地址查找出接口；
- 如果找不到出接口，會從同一個VLAN里的所有接口轉(zhuǎn)發(fā)出去（泛洪）；
- ?如果找到出接口，會只從特定的出接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，這個就是MAC地址學習的真正目的：減少網(wǎng)絡(luò)的流量。
如果各位還有疑問，歡迎留言討論，也非常歡迎各位關(guān)注我的頭條號，一起討論網(wǎng)絡(luò)問題！
