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地址表裡面包含了哪些要素？今天帶你好好嘮嘮。
我們以一個案例為例：
如上圖：PC1和PC2通過交換機SW1直連，此時PC1想要和PC2通信。
1、根據TCP/IP參考模型，PC1想要和PC2通信，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，可以通過ARP廣播獲取PC2的目的IP地址。（PC1的ARP表項如下圖）
2、PC1將報文封裝好發送給交換機SW1，交換機SW1會查找MAC地址表，匹配到PC2的MAC地址，查找出接口為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信過程，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絡設備記錄MAC地址和端口的映射關係(見下圖)，代表了交換機從哪個端口學習到了某個MAC地址，交換機把這個信息記錄下來，後續交換機需要轉發數據的時候就可以根據報文的目的MAC地址去根據MAC地址錶轉發數據。
華為交換機上可以通過命令display mac-address查看所有類型的MAC地址表項信息；
MAC地址表作用：
1、用於存放交換機所學習到的其它設備的MAC地址信息。
2、用於交換機在轉發數據時，根據以太網幀中的目的MAC地址和VLAN編號查詢MAC表，快速定位設備的出接口。
MAC地址表主要構成：包括目的MAC地址、設備所屬的VLAN、出接口、MAC表項類型、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？
每個網卡或三層網口都有一個 MAC 地址， MAC 地址是燒錄到硬件上，因此也稱為硬件地址。MAC 地址作為數據鏈路設備的地址標識符，需要保證網絡中的每個 MAC 地址都是唯一的，才能正確識別到數據鏈路上的設備。
MAC地址組成？
MAC 地址由 6 個字節組成。前 3 個字節表示廠商識別碼，每個網卡廠商都有特定唯一的識別數字。後 3 個字節由廠商給每個網卡進行分配。廠商可以保證生產出來的網卡不會有相同 MAC 地址的網卡。
MAC地址
MAC地址表示方法？
為了查看方便， 6 個字節的 MAC 地址使用十六進制來表示。每個字節的 8 位二進制數分別用 2 個十六進制數來表示。
例如我的網卡 MAC 地址是 34-F6-4B-62-B3-85。可以在自己的PC通過打開cmd通過命令ipconfig /all 查看
交換機是如何學習MAC地址的？
1、交換機在從某接口收到數據幀時會基於源MAC地址學習，然後在MAC地址表中添加MAC地址和接口的映射關係，生成對應的MAC地址表項
2、交換機在轉發數據幀時是基於目的MAC地址進行轉發。
所屬VLAN
當交換機上的接口有綁定VLAN時，生成的MAC地址表項會標識接口所屬的VLAN。如下圖中接口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之間可以通信，不同VLAN之間二層不可以通信。
怎麼區分不同的 VLAN ？
通過 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設備的數量；
增強了網絡安全性，保障網絡安全的方法增加了；
提高了網絡設計的邏輯性，可以規避地理、物理等因素對於網絡設計的限制。
VLAN 劃分
交換機通常會使用基於端口劃分 VLAN 的方法。在交換機上手動配置，綁定交換機端口和 VLAN ID 的關係。
如下圖就是基於接口的方式劃分VLAN。
優點：配置簡單。想要把某個端口劃分到某個 VLAN 中，只需要把端口的 PVID （端口 VLAN ID ）配置到相應的 VLAN ID 即可。
缺點：當終端設備移動位置是，可能需要為終端設備連接的新端口重新劃分 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。
出接口
當交換機收到一個數據包會根據數據幀的目的MAC地址去查找MAC地址表，如果能夠匹配到，那麼就會根據表項的出接口發送出數據幀。
如上圖所示：
1、PC1發送一個如下圖所示的數據幀給SW1，目的MAC為PC2的MAC；
2、交換機SW1收到該數據幀後根據目的MAC查找MAC地址表，匹配到表項，按照表項提供的出接口將數據從G0/0/2口轉發出去；
3、PC2收到數據幀後進行解封裝，通信結束。
MAC地址表表項類型
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地址表的表項類型：
1、static：靜態MAC地址表項。由用戶手工配置，表項不會被老化。
2、blackhole：標識黑洞MAC地址表項，由用戶手工配置，表項不會被老化。
3、dynamic：標識動態MAC地址表項，由設備通過源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，由接口使能端口安全功能後學習到的MAC地址表項。
5、sticky：標識Sticky MAC表項，由接口使能Sticky MAC功能後學習到的MAC地址表項。
6、mux：標識MUX MAC表項，當接口使能MUX VLAN功能後，該接口學習到的MAC地址表項會記錄到mux類型的MAC地址表項中。
7、snooping：根據DHCP Snooping綁定表生成的靜態MAC表項類型。
8、evn：標識EVN或EVPN網絡中存在的MAC地址表項。
9、authen：用戶通過MAC認證或802.1x認證後形成的MAC地址表項。
10、tunnel：通過二層隧道學到的MAC地址。
11、ovsdb：標識通過OVSDB學習到的MAC地址表項。由VMware NSX控制器下發至本端設備獲得，表項不會被老化。系統複位或接口板熱插拔後不丟失。
老化時間
MAC老化時間：動態MAC地址學習時間，單位是秒。
華為交換機可以通過命令 display mac-address aging-time命令用來查看MAC地址表中動態MAC地址表項的老化時間。
使用本命令查看動態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。
