一、概述      MAC地(dì / de)址的(de)學習是(shì)指使用分組中的(de)源MAC地(dì / de)址進行查表，最後添加或更新到(dào)MAC轉發表中。目的(de)MAC查找是(shì)指使用分組中的(de)目的(de)MAC進行查表，獲得該MAC在(zài)學習中保存的(de)端口号信息。兩個(gè)過程都需要(yào / yāo)對表進行遍曆操作，根據邏輯功能的(de)不(bù)同，其輸入輸出(chū)參數也(yě)不(bù)一樣。二層交換的(de)核心邏輯就(jiù)是(shì)這(zhè)兩個(gè)功能函數。 二、源MAC學習      1）源MAC提取      首先，源MAC地(dì / de)址獲取要(yào / yāo)根據MAC層協議來(lái)解析，從其對應的(de)位置提取相應的(de)數據。其次，源MAC的(de)提取有多種方式，主要(yào / yāo)取決于(yú)對MAC地(dì / de)址的(de)操作方式，如相等比較。由于(yú)MAC地(dì / de)址是(shì)不(bù)規整的(de)數據類型，通常可以(yǐ)使用内存塊的(de)比較方式或拆分成幾部分的(de)方式比較，拆分一般可分爲(wéi / wèi)2+2+2；兩種方式都要(yào / yāo)使用指針傳遞參數。

/*分組源MAC指針獲取*/
&pkt->data[MAC_LEN]/*MAC_LEN宏定義爲(wéi / wèi)6，表示MAC地(dì / de)址占6個(gè)字節*/
/*判斷兩個(gè)MAC地(dì / de)址是(shì)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(zài)學習過程中并不(bù)清楚原MAC轉發表中是(shì)否存在(zài)原表項，如果先查一次是(shì)否存在(zài)，再查一次哪有空位用作存儲，則需要(yào / yāo)做兩次全表遍曆。所以(yǐ)，針對MAC學習的(de)處理方式就(jiù)是(shì)不(bù)管有沒有，都當做是(shì)新增的(de)方式處理。若查表不(bù)存在(zài)則存儲在(zài)一個(gè)空白表項位置，若查表存在(zài)，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(gè)全零MAC地(dì / de)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(de)MAC地(dì / de)址與輸入參數smac相等*/
if(obx_mac_tbl->row[i].port != inport)
{
/*這(zhè)個(gè)MAC地(dì / de)址發生了(le／liǎo)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(gè)找到(dào)爲(wéi / wèi)空白表項位置*/
}
}
/*j==-1說(shuō)明既沒有匹配上(shàng)MAC，也(yě)找不(bù)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(de)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(de)MAC查找      1）目的(de)MAC提取      目的(de)MAC提取與源MAC類似，在(zài)參數傳遞過程中均用指針方式，故其表示方式爲(wéi / wèi)：

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

     2）查表過程      查表過程就(jiù)是(shì)一個(gè)簡單的(de)全表搜索，找到(dào)的(de)匹配的(de)MAC地(dì / de)址，則返回其學習到(dào)的(de)端口号。若是(shì)沒有找到(dào)匹配的(de)MAC，則需要(yào / yāo)用個(gè)特别的(de)數字（-1）來(lái)區分正常的(de)端口号。

int find_dmac(u8 inport,u8 *dmac)
{
int i = 0,ret = -1;/*匹配不(bù)到(dào)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(de)查找      表的(de)查找與表的(de)設計相關，如上(shàng)我們設計的(de)是(shì)一種簡單的(de)數組結構，故也(yě)隻能進行順序查找的(de)方式進行遍曆。這(zhè)種查表方式在(zài)實際應用場景下一般不(bù)會使用，但在(zài)設計原型系統時(shí)卻很方便。順序查表根據表的(de)大(dà)小和(hé / huò)使用條數增加會導緻查表速度越來(lái)越慢，上(shàng)述在(zài)源MAC學習過程中，會順帶把空閑位置也(yě)找出(chū)來(lái)，減少一次表的(de)遍曆。那麽查目的(de)MAC時(shí)也(yě)需要(yào / yāo)遍曆一次表，我們是(shì)不(bù)是(shì)也(yě)可以(yǐ)都放在(zài)這(zhè)一次表的(de)遍曆中完成呢？當然是(shì)可以(yǐ)的(de)，隻是(shì)這(zhè)樣實現對業務的(de)邏輯理解沒有那麽好，但對表的(de)遍曆隻需要(yào / yāo)一次即可，從執行速度上(shàng)來(lái)說(shuō)确實會提升。
     另外，在(zài)對表的(de)高效性處理方面，一般不(bù)會采用全表項匹配或多字段匹配的(de)方法，在(zài)表設計時(shí)會使用一個(gè)有效位字段，通過有效位的(de)簡單比較就(jiù)可确定表項是(shì)否爲(wéi / wèi)空或存在(zài)有效數據。這(zhè)種方法普遍存在(zài)于(yú)硬件邏輯設計中，硬件的(de)查表方式也(yě)多種多樣，通常使用基于(yú)内容可尋址存儲器（CAM）方式查表，既簡單又高效。      2）分組輸出(chū)      二層交換的(de)分組輸出(chū)主要(yào / yāo)根據查目的(de)MAC的(de)結果來(lái)處理，當查詢到(dào)相應的(de)輸出(chū)端口後，即可從指定的(de)端口輸出(chū)；當查不(bù)到(dào)該MAC的(de)端口信息時(shí)，則隻能通過泛洪的(de)方式轉發，這(zhè)是(shì)在(zài)交換機層面确保數據不(bù)丢包的(de)一種措施，甯可多發包，也(yě)不(bù)丢包。當然，廣播地(dì / de)址也(yě)是(shì)需要(yào / yāo)泛洪的(de)，多播地(dì / de)址則需要(yào / yāo)根據其組信息進行端口組發送。下一篇文章我們來(lái)說(shuō)一下分組輸出(chū)的(de)單播和(hé / huò)多播。 五、結語       歡迎您和(hé / huò)學生們加入FAST開源項目群溝通與探讨，一起體驗不(bù)一樣的(de)系統設計過程。請先加微信号15116127200後邀請入群。