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一、概述      MAC地址的學習是指使用分組中的源MAC地址進行查表，最后添加或更新到MAC轉發表中。目的MAC查找是指使用分組中的目的MAC進行查表，獲得該MAC在學習中保存的端口號信息。兩個過程都需要對表進行遍歷操作，根據邏輯功能的不同，其輸入輸出參數也不一樣。二層交換的核心邏輯就是這兩個功能函數。 二、源MAC學習      1）源MAC提取      首先，源MAC地址獲取要根據MAC層協議來解析，從其對應的位置提取相應的數據。其次，源MAC的提取有多種方式，主要取決于對MAC地址的操作方式，如相等比較。由于MAC地址是不規整的數據類型，通常可以使用內存塊的比較方式或拆分成幾部分的方式比較，拆分一般可分為2+2+2；兩種方式都要使用指針傳遞參數。

/*分組源MAC指針獲取*/
&pkt->data[MAC_LEN]/*MAC_LEN宏定義為6，表示MAC地址占6個字節*/
/*判斷兩個MAC地址是否相等*/
int ether_addr_equal(u8 *addr1,u8 *addr2)
{
u16 *a = (u16 *)addr1;
u16 *b = (u16 *)addr2;
return ((a[0] ^ b[0]) | (a[1] ^ b[1]) | (a[2] ^ b[2])) != 0;
}

      2）學習過程      前面分析過，在學習過程中并不清楚原MAC轉發表中是否存在原表項，如果先查一次是否存在，再查一次哪有空位用作存儲，則需要做兩次全表遍歷。所以，針對MAC學習的處理方式就是不管有沒有，都當做是新增的方式處理。若查表不存在則存儲在一個空白表項位置，若查表存在，則刷新端口信息。

void learn_smac(u8 inport,u8 *smac)
{
int i = 0,j = -1;
u64 zero_mac = 0;/*定義一個全零MAC地址*/
xprintf("learn_smac->\n");
for(;i {
if(!ether_addr_equal(smac,obx_mac_tbl->row[i].mac))
{
/*MAC轉發表當前i行的MAC地址與輸入參數smac相等*/
if(obx_mac_tbl->row[i].port != inport)
{
/*這個MAC地址發生了端口遷移*/
}
obx_mac_tbl->row[i].port = inport;
return;/*學習過程完成，立即返回*/
}
else if(j == -1 && !ether_addr_equal((u8 *)&zero_mac,obx_mac_tbl->row[i].mac))
{
j = i;/*記錄第一個找到為空白表項位置*/
}
}
/*j==-1說明既沒有匹配上MAC，也找不到空閑位置存儲*/
if(j == -1)
{
xprintf("learn_smac->Table overflow!\n");
return;
}
/*將該MAC存儲到j的位置*/
memcpy(obx_mac_tbl->row[j].mac,smac,MAC_LEN);
obx_mac_tbl->row[j].port = inport;
xprintf("learn_smac->add new MAC,port:%d,index:%d\n",inport,j);
}

三、目的MAC查找      1）目的MAC提取      目的MAC提取與源MAC類似，在參數傳遞過程中均用指針方式，故其表示方式為：

/*分組目的MAC指針獲取*/
pkt->data/*數組名即為指針*/

     2）查表過程      查表過程就是一個簡單的全表搜索，找到的匹配的MAC地址，則返回其學習到的端口號。若是沒有找到匹配的MAC，則需要用個特別的數字（-1）來區分正常的端口號。

int find_dmac(u8 inport,u8 *dmac)
{
int i = 0,ret = -1;/*匹配不到相同MAC，則返回-1*/
for(;i {
if(obx_mac_tbl->row[i].port != inport
&& !ether_addr_equal(dmac,obx_mac_tbl->row[i].mac))
{
ret = obx_mac_tbl->row[i].port;
break;
}
}
xprintf("find_dmac->ret = %d\n",ret);
return ret;
}

四、總結與下一步      1）表的查找      表的查找與表的設計相關，如上我們設計的是一種簡單的數組結構，故也只能進行順序查找的方式進行遍歷。這種查表方式在實際應用場景下一般不會使用，但在設計原型系統時卻很方便。順序查表根據表的大小和使用條數增加會導致查表速度越來越慢，上述在源MAC學習過程中，會順帶把空閑位置也找出來，減少一次表的遍歷。那么查目的MAC時也需要遍歷一次表，我們是不是也可以都放在這一次表的遍歷中完成呢？當然是可以的，只是這樣實現對業務的邏輯理解沒有那么好，但對表的遍歷只需要一次即可，從執行速度上來說確實會提升。
     另外，在對表的高效性處理方面，一般不會采用全表項匹配或多字段匹配的方法，在表設計時會使用一個有效位字段，通過有效位的簡單比較就可確定表項是否為空或存在有效數據。這種方法普遍存在于硬件邏輯設計中，硬件的查表方式也多種多樣，通常使用基于內容可尋址存儲器（CAM）方式查表，既簡單又高效。      2）分組輸出      二層交換的分組輸出主要根據查目的MAC的結果來處理，當查詢到相應的輸出端口后，即可從指定的端口輸出；當查不到該MAC的端口信息時，則只能通過泛洪的方式轉發，這是在交換機層面確保數據不丟包的一種措施，寧可多發包，也不丟包。當然，廣播地址也是需要泛洪的，多播地址則需要根據其組信息進行端口組發送。下一篇文章我們來說一下分組輸出的單播和多播。 五、結語       歡迎您和學生們加入FAST開源項目群溝通與探討，一起體驗不一樣的系統設計過程。請先加微信號15116127200后邀請入群。