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H3C S5100-SI EI系列以太网交换机 操作手册-Release 2200(V1.02)

13-MAC地址转发表管理操作

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13-MAC地址转发表管理操作

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第1章  MAC地址转发表管理

&  说明:

本章节内容只涉及静态、动态和黑洞MAC地址表项的管理,有关组播MAC地址表项管理的内容,请参见“组播协议”部分。

 

1.1  MAC地址转发表管理简介

1.1.1  MAC地址转发表简介

以太网交换机的主要功能是在数据链路层对报文进行转发,也就是根据报文的目的MAC地址将报文输出到相应的端口。MAC地址转发表是一张包含了MAC地址与转发端口对应关系的二层转发表,是以太网交换机实现二层报文快速转发的基础。MAC地址转发表的表项中包含如下信息:

l              目的MAC地址

l              端口所属的VLAN ID

l              本设备上的转发出端口编号

以太网交换机在转发报文时,根据MAC地址表项信息,会采取以下两种转发方式:

l              单播方式:当MAC地址转发表中包含与报文目的MAC地址对应的表项时,交换机直接将报文从该表项中的转发出端口发送。

l              广播方式:当交换机收到目的地址为全F的报文,或MAC地址转发表中没有包含对应报文目的MAC地址的表项时,交换机将采取广播方式将报文向除接收端口外的所有端口转发。

1.1.2  MAC地址学习过程简介

MAC地址转发表中的表项可以通过两种方式进行更新和维护:

l              手工配置方式

l              MAC地址学习方式

通常情况下,多数MAC地址表项都是通过MAC地址学习功能创建和维护的。以太网交换机学习MAC地址的过程如下:

(1)        图1-1所示,当UserA需要与同处在VLAN1中的UserB通信时,需要将报文发送到交换机的GigabitEthernet1/0/1端口,此时交换机将该报文的源MAC地址,即UserA的地址“MAC-A”记录到自身的MAC地址转发表中,形成如图1-2所示的表项。

图1-1 MAC地址学习过程图示一

图1-2 交换机中的MAC地址转发表项

(2)        学习过程完成后,交换机将对该报文进行转发,由于现有的MAC地址转发表中没有关于UserBMAC地址及端口的对应表项,因此,交换机会如所示将该报文向除GigabitEthernet1/0/1之外的所有端口进行转发,以尽最大能力保证UserB能够收到该报文。

图1-3 MAC地址学习过程图示二

(3)        由于交换机采用广播方式发送报文,UserBUserC都会收到,但UserC不是该报文的目的设备,因此不会进行处理。而正常情况下,UserB会向UserA发送报文进行响应,如图1-4所示。当该响应报文发送至GigabitEthernet1/0/4端口时,交换机会采取同样的MAC地址学习方式将UserB的地址和端口对应关系保存到MAC地址转发表中。

图1-4 MAC地址学习过程图示三

(4)        此时交换机的转发表中应包含如图1-5所示的两条表项。在转发响应报文时,由于MAC地址转发表中已经包含目的为“MAC-A”的表项,因此交换机不会再次采取广播操作,而是直接将报文通过GigabitEthernet1/0/1端口发送至UserA,完成此次报文交互过程。

图1-5 交换机中的MAC地址表项二

(5)        在此之后UserAUserB的通信报文,交换机将按照表项信息直接进行单播发送。

&  说明:

l      在某些特殊情况下,例如UserB不可达或UserB虽然收到报文但没有回复,交换机将无法学习到UserBMAC地址。因此,在下一次收到目的为UserB的报文时,交换机依然会以广播方式进行发送。

l      交换机通过MAC地址学习机制只能学习到单播地址;对于源MAC地址是广播地址的报文,交换机将直接丢弃。

 

1.1.3  MAC地址转发表管理

1. MAC地址转发表的老化机制

以太网交换机的MAC地址转发表是有容量限制的,为了最大限度利用地址转发表资源,以太网交换机利用老化机制更新MAC地址转发表,即:系统在动态创建某条表项的同时,开启老化定时器,如果在老化时间内没有再次收到来自该表项中的MAC地址的报文,交换机就会把该MAC地址表项删除。

&  说明:

MAC地址的老化机制只对动态MAC地址表项生效。

 

2. MAC地址表项的分类与特点

根据自身特点和配置方式等的不同,MAC地址表项可以分为三类:

l              静态MAC地址表项:也称为“永久地址”,由用户手工添加和删除,不会随着时间老化。对于一个设备变动较小的网络,手工添加静态地址表项可以减少网络中的广播流量。

l              动态MAC地址表项:指可以按照用户配置的老化时间而老化掉的MAC地址表项,交换机可以通过MAC地址学习机制或通过用户手工建立的方式添加动态MAC地址表项。

l              黑洞MAC地址表项:由用户手工配置的一类特殊的MAC地址,当交换机接收到源MAC地址或目的MAC地址为黑洞MAC地址的报文时,会将该报文丢弃。

MAC地址表项的分类与特点如表1-1所示。

表1-1 MAC地址表项的分类与特点

MAC地址

配置方式

有无老化时间

设备重启后是否被保留(在保存配置的情况下)

静态MAC地址表项

用户手工配置

动态MAC地址表项

由设备通过MAC地址学习机制生成或者由用户手工配置

黑洞MAC地址表项

用户手工配置

 

1.2  MAC地址转发表管理配置

1.2.1  MAC地址转发表管理配置简介

表1-2 MAC地址转发表管理配置任务

配置任务

说明

详细配置

设置MAC地址表项

必选

1.2.2 

设置系统的MAC地址老化时间

可选

1.2.3 

设置以太网端口最多可以学习到的MAC地址数量

可选

1.2.4 

禁用指定VLANMAC地址学习功能

可选

1.2.5 

 

1.2.2  设置MAC地址表项

管理员根据实际情况可以人工添加、修改或删除MAC地址转发表中的表项。可以删除与某个端口相关的所有MAC地址表项,也可以选择删除某类MAC地址表项如动态表项、静态表项。

用户可以在系统视图或以太网端口视图下添加MAC地址表项。

1. 在系统视图下添加MAC地址表项。

表1-3 在系统视图下添加MAC地址表项

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

添加MAC地址表项

mac-address { static | dynamic | blackhole } mac-address interface interface-type interface-number vlan vlan-id

必选

 

  注意:

l      在添加MAC地址表项时,命令中interface参数指定的端口必须属于vlan参数指定的VLAN,否则将添加失败。

l      如果vlan参数指定的VLAN是动态VLAN,在添加静态MAC地址之后,会自动变为静态VLAN

 

2. 在以太网端口视图下添加MAC地址表项

表1-4 在以太网端口视图下添加MAC地址表项

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入以太网端口视图

interface interface-type interface-number

-

添加MAC地址表项

mac-address { static | dynamic | blackhole } mac-address vlan vlan-id

必选

 

  注意:

l      在添加MAC地址表项时,当前的端口必须属于命令中vlan参数指定的VLAN,否则将添加失败。

l      如果vlan参数指定的VLAN是动态VLAN,在添加静态MAC地址之后,会自动变为静态VLAN

 

1.2.3  设置系统MAC地址老化时间

设置合适的老化时间可以有效利用MAC地址的老化功能。用户设置的老化时间过长或者过短,都可能影响交换机的运行性能。

l              如果用户设置的老化时间太长,以太网交换机可能会保存许多过时的MAC地址表项,从而耗尽MAC地址转发表资源,导致交换机无法根据网络的变化更新MAC地址转发表。

l              如果用户设置的老化时间太短,以太网交换机可能会删除有效的MAC地址表项,降低转发效率。

表1-5 设置系统MAC地址老化时间

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

设置MAC地址表项的老化时间

mac-address timer { aging age | no-aging }

必选

缺省情况下,MAC地址表项的老化时间为300

 

一般情况下,推荐缺省的老化时间300秒。使用参数no-aging时表示不对MAC地址表项进行老化。

&  说明:

MAC地址老化时间的配置对所有端口都生效,但地址老化功能只对动态的(学习到的或者用户配置可老化的)MAC地址表项起作用。

 

1.2.4  设置以太网端口最多可以学习到的MAC地址数

以太网交换机可以利用MAC地址学习功能获取与某端口相连的网段上各网络设备的MAC地址。对于发往这些MAC地址的报文,以太网交换机直接通过查找MAC地址转发表使用硬件转发,提高转发效率。如果MAC地址转发表过于庞大,可能延长查找相应转发表项的时间,导致以太网交换机的转发性能下降。

管理员可以通过设置以太网端口最多学习到的MAC地址数,控制以太网交换机维护的MAC地址转发表的表项数量。当端口学习到的MAC地址条数达到用户设定的最大值时,该端口将不再对MAC地址进行学习。

表1-6 设置以太网端口最多可以学习到的MAC地址数

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入以太网端口视图

interface interface-type interface-number

-

设置端口最多可以学习到的MAC地址数量

mac-address max-mac-count count

必选

缺省情况下,没有配置对端口学习MAC地址数量的限制

 

&  说明:

如果端口配置了最大MAC地址学习个数,则禁止在该端口上启动集中式MAC地址认证和端口安全功能。反之,如果端口启动了集中式MAC地址认证和端口安全功能,则不能配置该端口的最大MAC地址学习个数。

 

1.2.5  禁用指定VLANMAC地址学习功能

用户可以通过禁用指定VLANMAC地址学习功能,保证此VLAN中网络用户的稳定性和安全性,防止非法用户接入网络。

表1-7 禁止在指定VLAN中学习MAC地址

操作

命令

说明

进入系统视图

system-view

-

进入指定的VLAN视图

vlan vlan-id

-

禁用当前VLANMAC地址学习功能

mac-address max-mac-count 0

必选

缺省情况下,允许交换机在所有VLAN中学习MAC地址

 

&  说明:

l      当指定VLAN已经作为远程端口镜像使用的探测VLAN时,将不能禁用该VLANMAC地址学习功能。

l      禁用MAC地址学习功能的VLAN不能作为远程端口镜像使用的探测VLAN

l      禁用VLANMAC地址学习功能对启动该VLAN内端口的集中式MAC地址认证没有影响。

 

1.3  MAC地址转发表管理配置显示

完成上述配置后,在任意视图下执行display命令,可以显示配置MAC地址转发表后的运行情况。通过查看显示信息,用户可以验证配置的效果。

表1-8 MAC地址转发表管理配置显示

操作

命令

说明

显示地址表信息

display mac-address [ display-option ]

display命令可以在任意视图下执行

显示地址表动态表项的老化时间

display mac-address aging-time

 

1.4  MAC地址转发表管理典型配置举例

1.4.1  在交换机上手工添加静态MAC地址

1. 组网需求

服务器通过GigabitEthernet1/0/2端口连接到交换机。为避免交换机在转发目的为服务器的报文时进行广播,要求在交换机上设置静态的服务器MAC地址表项,使交换机始终通过GigabitEthernet1/0/2端口单播发送去往服务器的报文。

l              服务器的MAC地址为000f-e20f-dc71

l              端口GigabitEthernet1/0/2属于VLAN1

2. 配置步骤

# 增加MAC地址(指出所属VLAN、端口、状态)。

<H3C> system-view

[H3C] mac-address static 000f-e20f-dc71 interface GigabitEthernet 1/0/2 vlan 1

# 查看当前MAC地址转发表的信息。

[H3C] display mac-address interface GigabitEthernet 1/0/2

MAC ADDR         VLAN ID STATE        PORT INDEX             AGING TIME(s)

000f-e20f-dc71   1       Config static GigabitEthernet1/0/2 NOAGED

000f-e20f-a7d6   1       Learned       GigabitEthernet1/0/2 AGING

000f-e20f-b1fb   1       Learned       GigabitEthernet1/0/2 AGING

000f-e20f-f116   1       Learned       GigabitEthernet1/0/2 AGING

---  4 mac address(es) found on port GigabitEthernet1/0/2 ---

 

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