一(yī)、概述      MAC地址的學習是指使用分組中的源MAC地址進行查表，最後添加或更新到(dào)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号信息。兩個(gè)過程都需要對表進行遍曆操作，根據邏輯功能(néng)的不同，其輸入輸出參數也不一(yī)樣。二層交換的核心邏輯就(jiù)是這兩個(gè)功能(néng)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(cóng)其對應的位置提取相(xiàng)應的數據。其次，源MAC的提取有多(duō)種方式，主要取決于對MAC地址的操作方式，如相(xiàng)等比較。由于MAC地址是不規整的數據類型，通(tōng)常可以使用内存塊的比較方式或拆分成幾部分的方式比較，拆分一(yī)般可分為(wèi)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(wèi)6，表示MAC地址占6個(gè)字節*/
/*判斷兩個(gè)MAC地址是否相(xiàng)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(yī)次是否存在，再查一(yī)次哪有空位用作存儲，則需要做兩次全表遍曆。所以，針對MAC學習的處理方式就(jiù)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(yī)個(gè)空白(bái)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(yī)個(gè)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(xiàng)等*/
if(obx_mac_tbl->row[i].port != inport)
{
/*這個(gè)MAC地址發生(shēng)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(yī)個(gè)找到(dào)為(wèi)空白(bái)表項位置*/
}
}
/*j==-1說明既沒有匹配上(shàng)MAC，也找不到(dào)空閑位置存儲*/
if(j == -1)
{
xprintf("learn_smac->Table overflow!\n");
return;
}
/*将該MAC存儲到(dào)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(wèi)：

/*分組目的MAC指針獲取*/
pkt->data/*數組名即為(wèi)指針*/

     2）查表過程      查表過程就(jiù)是一(yī)個(gè)簡單的全表搜索，找到(dào)的匹配的MAC地址，則返回其學習到(dào)的端口号。若是沒有找到(dào)匹配的MAC，則需要用個(gè)特别的數字（-1）來區分正常的端口号。

int find_dmac(u8 inport,u8 *dmac)
{
int i = 0,ret = -1;/*匹配不到(dào)相(xiàng)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(xià)一(yī)步      1）表的查找      表的查找與表的設計相(xiàng)關，如上(shàng)我們設計的是一(yī)種簡單的數組結構，故也隻能(néng)進行順序查找的方式進行遍曆。這種查表方式在實際應用場景下(xià)一(yī)般不會(huì)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(xiǎo)和使用條數增加會(huì)導緻查表速度越來越慢(màn)，上(shàng)述在源MAC學習過程中，會(huì)順帶把空閑位置也找出來，減少一(yī)次表的遍曆。那麽查目的MAC時也需要遍曆一(yī)次表，我們是不是也可以都放(fàng)在這一(yī)次表的遍曆中完成呢(ne)？當然是可以的，隻是這樣實現對業(yè)務的邏輯理解沒有那麽好，但對表的遍曆隻需要一(yī)次即可，從(cóng)執行速度上(shàng)來說确實會(huì)提升。
     另外，在對表的高(gāo)效性處理方面，一(yī)般不會(huì)采用全表項匹配或多(duō)字段匹配的方法，在表設計時會(huì)使用一(yī)個(gè)有效位字段，通(tōng)過有效位的簡單比較就(jiù)可确定表項是否為(wèi)空或存在有效數據。這種方法普遍存在于硬件(jiàn)邏輯設計中，硬件(jiàn)的查表方式也多(duō)種多(duō)樣，通(tōng)常使用基于内容可尋址存儲器(qì)（CAM）方式查表，既簡單又(yòu)高(gāo)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(dào)相(xiàng)應的輸出端口後，即可從(cóng)指定的端口輸出；當查不到(dào)該MAC的端口信息時，則隻能(néng)通(tōng)過泛洪的方式轉發，這是在交換機(jī)層面确保數據不丢包的一(yī)種措施，甯可多(duō)發包，也不丢包。當然，廣播地址也是需要泛洪的，多(duō)播地址則需要根據其組信息進行端口組發送。下(xià)一(yī)篇文章我們來說一(yī)下(xià)分組輸出的單播和多(duō)播。 五、結語       歡迎您和學生(shēng)們加入FAST開(kāi)源項目群溝通(tōng)與探讨，一(yī)起體驗不一(yī)樣的系統設計過程。請先加微信号15116127200後邀請入群。