以太交換機(jī)通過(guò)MAC地址表轉(zhuǎn)發(fā)二層以太幀。

那么什么是MAC地址表呢?MAC地址表就像一本通信錄，記錄了所有人的姓名和地址，通過(guò)這本通信錄，可以找到想要聯(lián)系的人。交換機(jī)通過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀的源MAC地址構(gòu)建這本通信錄（MAC地址表），在這本通信錄中，不僅要記錄源MAC地址，還需要同時(shí)記錄MAC地址來(lái)源的端口（以及對(duì)應(yīng)的VLAN），并將MAC地址與來(lái)源端口進(jìn)行綁定。這樣既知道了這個(gè)人的姓名（MAC地址）也知道他的家庭住址（端口）。

有了這本通信錄，就可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀了。交換機(jī)收到數(shù)據(jù)幀后，根據(jù)目的MAC地址（收件人姓名）查詢(xún)通信錄，找到收件人及其家庭住址（端口），將數(shù)據(jù)幀從端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。在該流程中，你一定會(huì)覺(jué)得交換機(jī)就是個(gè)快遞員。沒(méi)錯(cuò)，它就是個(gè)快遞員，只不過(guò)快遞的物品是數(shù)據(jù)幀。

但是它也有它的苦惱，那就是交換機(jī)的通信錄（MAC地址表）能記錄的數(shù)量是有限的，如果之前記錄過(guò)的地址（MAC地址）不存在了，那么交換機(jī)還需要繼續(xù)在通信錄中記錄這個(gè)無(wú)效的地址（MAC地址）嗎?答案是肯定不會(huì)的，交換機(jī)會(huì)為每一條MAC地址都啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，定時(shí)器的老化時(shí)間為300秒（可以更改），如果在300秒內(nèi)都沒(méi)有收到該MAC地址發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，則將該MAC地址從通信錄（MAC地址表）中刪除。

下面我們通過(guò)圖1來(lái)具體地了解交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)原理。

圖1 交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)原理

① PC A發(fā)送數(shù)據(jù)幀給PC D［目的MAC地址為PC D 的MAC地址（0260.8c01.4444），源MAC地址為PC A的 MAC地址（0260.8c01.1111）］，交換機(jī)從E0端口收到數(shù)據(jù)幀后，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址查找交換機(jī)的MAC地址表。

由于交換機(jī)的MAC地址表為空，在MAC地址表中找不到目的MAC地址，交換機(jī)便將該數(shù)據(jù)幀從除接收端口（E0）外的其他端口全部轉(zhuǎn)發(fā)出去，這種特性稱(chēng)被為泛洪。

同時(shí)，交換機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)幀的源MAC地址，并將該MAC地址和接收端口記錄到MAC地址表中，這種特性被稱(chēng)為學(xué)習(xí)（Learn）（學(xué)習(xí)源MAC地址）。轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀后的MAC地址表如圖1（b）所示。

② 由于該數(shù)據(jù)幀被交換機(jī)泛洪出去，所以PC B、PC C和PC D都能收到該數(shù)據(jù)幀，但是PC B和PC C會(huì)丟棄該數(shù)據(jù)幀，原因是它們接收數(shù)據(jù)幀后會(huì)對(duì)比數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址與接收端口的MAC地址是否一致，如果一致則說(shuō)明數(shù)據(jù)幀是給自己的便會(huì)接收，如果不一致則丟棄。

PC D收到數(shù)據(jù)幀后同樣會(huì)檢查目的MAC地址是否與自己端口的MAC地址一致，發(fā)現(xiàn)MAC地址一致，PC D知道數(shù)據(jù)幀是發(fā)給自己的，便拆封二層數(shù)據(jù)幀交給上層處理。

同時(shí)給PC A發(fā)送一個(gè)回復(fù)數(shù)據(jù)幀（目的MAC地址為PC A的MAC地（0260.8c01.1111），源MAC地址為PC D的MAC地址（0260.8c01.4444））。

③ 交換機(jī)從E3端口收到回復(fù)數(shù)據(jù)幀后，根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目的MAC地址查找交換機(jī)的MAC地址表，交換機(jī)在MAC地址表中查找到了目的MAC地址，發(fā)現(xiàn)該MAC地址被綁定到了E0端口上。交換機(jī)便將該數(shù)據(jù)幀直接從E0端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，而不再進(jìn)行泛洪。

這種特性被稱(chēng)為過(guò)濾。同時(shí)，交換機(jī)學(xué)習(xí)源MAC地址，并將MAC地址記錄到MAC地址表，與E3端口綁定。轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀后的MAC地址表如圖1（c）所示。