MAC地址表

交換機之所以能夠直接對目的節點發送數據包，而不是像集線器一樣以廣播方式對所有節點發送數據包，最關鍵的技術就是交換機可以識別連在網路上的節點的網卡MAC地址，並把它們放到一個叫做MAC地址表的地方。這個MAC地址表存放於交換機的緩存中，並記住這些地址，這樣一來當需要向目的地址發送數據時，交換機就可在MAC地址表中查找這個MAC地址的節點位置，然後直接向這個位置的節點發送。所謂MAC地址數量是指交換機的MAC地址表中可以最多存儲的MAC地址數量，存儲的MAC地址數量越多，那麼數據轉發的速度和效率也就就越高。

但是不同檔次的交換機每個埠所能夠支持的MAC數量不同。在交換機的每個埠，都需要足夠的緩存來記憶這些MAC地址，所以Buffer（緩存）容量的大小就決定了相應交換機所能記憶的MAC地址數多少。通常交換機只要能夠記憶1024個MAC地址基本上就可以了，而一般的交換機通常都能做到這一點，所以如果對網路規模不是很大的情況下，這參數無需太多考慮。當然越是高檔的交換機能記住的MAC地址數就越多，這在選擇時要視所連網路的規模而定了。

交換機技術在轉發數據前必須知道它的每一個埠所連接的主機的MAC地址，構建出一個MAC地址表。當交換機從某個埠收到數據幀后，讀取數據幀中封裝的目的地MAC地址信息，然後查閱事先構建的MAC地址表，找出和目的地地址相對應的埠，從該埠把數據轉發出去，其他埠則不受影響，這樣避免了與其它埠上的數據發生碰撞。因此構建MAC地址表是交換機的首要工作。下面舉例說明交換機建立地址表的過程。

假設主機A向主機C發送一個數據幀（每一個數據幀中都包含有源MAC地址和目的MAC地址），當該數據幀從E0埠進入交換機后，交換機通過檢查數據幀中的源MAC地址欄位，將該欄位的值（主機A的MAC地址）放入MAC地址表中，並把它與E0埠對應起來，表示E0埠所連接的主機是A。此時，由於在MAC地址表中沒有關於目的地MAC地址（主機C的MAC地址）的條目。交換機技術將此幀向除了E0埠以外的所有埠轉發，從而保證主機C能收到該幀（這種操作叫flooding）。

同理，當交換機收到主機B、C、D的數據后也會把他們的地址學習到，寫入地址表中，並將相應的埠和MAC地址對應起來。最終會把所有的主機地址都學習到，構建出完整的地址表。此時，若主機A再向主機C發送一個數據幀，應用交換機技術則根據它的MAC地址表中的地址對應關係，將此數據幀僅從它的E2埠轉發出去。從而僅使主機C接收到主機A發送給它的數據幀，不再影響其他埠。那麼在主機A和主機C通信的同時其他主機（比如主機B和主機D）之間也可以通信。

當交換機建立起完整的MAC地址表之後，對數據幀的轉發是通過查找MAC地址表得到對應的埠，從而將數據幀通過特定的埠發送出去的。但是，對於從一個埠進入的廣播數據及在地址表中找不到地址條目的數據，交換機會把該數據幀從除了進入埠之外的所有埠轉發出去。從這個角度來說，交換機互連的設備處於同一個廣播域內，但它們處於不同的碰撞域內，並且處於不同區域！

提示這裡為了解釋交換機如何建立MAC地址表，假設A向C發了一個數據幀。實際情況並非如此，並不是主機間必須進行通信交換機才能學習到MAC地址。實際上是當網卡驅動載入之後交換機就學習到了主機的MAC地址。讀者如果仔細觀察就會發現，Windows系統啟動過程還沒完成，交換機技術就學習到了主機的MAC地址。