Mac address learning – это процесс, который происходит в коммутаторах Ethernet сетей и позволяет узнавать соответствие между MAC-адресами устройств и сетевыми портами. Mac address learning является ключевым компонентом протокола Ethernet и играет важную роль в обеспечении эффективного передачи данных в локальных сетях.
В процессе Mac address learning коммутатор анализирует сетевой трафик и извлекает MAC-адрес источника пакетов. Затем коммутатор сохраняет этот MAC-адрес в своей таблице адресов вместе с номером порта, на котором был получен пакет. Таблица адресов представляет собой базу данных, содержащую соответствия между MAC-адресами и портами коммутаторов.
Когда коммутатор получает пакет адресованный определенному MAC-адресу, он проверяет свою таблицу адресов и находит соответствующий порт. Затем коммутатор отправляет пакет только на этот порт, минимизируя коллизии, широковещательные пакеты и устройства, которым пакеты не предназначены. Таким образом, Mac address learning повышает эффективность работы локальной сети и ускоряет передачу данных.
Mac address learning также имеет механизм времени жизни записей в таблице адресов. Если устройство не отправляет пакеты в течение определенного времени, запись MAC-адреса из таблицы удаляется. Это необходимо для обновления таблицы и удаления неактивных устройств. При необходимости коммутатор может запросить устройство снова, чтобы обновить запись в таблице адресов.
Mac address learning: основные принципы работы
Работа апрендинга основана на анализе кадров Ethernet, которые проходят через коммутатор. Когда устройство отправляет кадр, содержащий свой MAC-адрес, коммутатор получает этот кадр и записывает MAC-адрес устройства в свою таблицу. Если коммутатор уже имеет запись с таким MAC-адресом, он обновляет информацию о порте, на котором находится устройство.
Ключевой элемент работы апрендинга – таблица MAC-адресов, которая хранит информацию о соответствии MAC-адресов и портов коммутатора. Каждая запись в таблице содержит MAC-адрес, порт и другие сведения, необходимые для маршрутизации кадров.
Однако таблица MAC-адресов коммутатора имеет ограниченный размер. Когда таблица полностью заполняется, более старые записи стираются для освобождения места для новых адресов. Этот процесс называется MAC-адрес aging (старение).
Mac address learning является важной функцией коммутаторов Ethernet, которая позволяет обеспечить эффективный и безопасный обмен данными в локальных сетях.
Каким образом происходит Mac address learning?
Во время процесса Mac address learning коммутатор получает электрические сигналы от подключенных устройств. Когда коммутатор получает сигнал, он извлекает из него MAC-адрес отправителя и информацию о входящем порту. Затем коммутатор сохраняет эту информацию в своей таблице адресов.
Таблица адресов коммутатора содержит записи, в которых каждый MAC-адрес связан с определенным портом. Если коммутатор получает электрический сигнал от уже известного устройства, он обновляет запись в своей таблице адресов с новым временем активности. Если коммутатор получает сигнал от нового устройства, он создает новую запись в таблице адресов и связывает MAC-адрес с входящим портом.
Когда коммутатор получает сетевой пакет с определенным MAC-адресом назначения, он проверяет свою таблицу адресов. Если коммутатор обнаруживает запись для этого MAC-адреса, он перенаправляет пакет только на соответствующий порт, а не на все порты. Это позволяет значительно снизить коллизии и повысить эффективность работы сети.
Если коммутатор не обнаруживает записи для MAC-адреса назначения в своей таблице адресов, он использует процесс, называемый flooding. В этом случае коммутатор перенаправляет пакет на все свои порты, за исключением порта, с которого пакет пришел. Это гарантирует, что пакет достигнет правильного приемника, и одновременно обновляет таблицу адресов коммутатора для будущих использований.
Зачем нужен Mac address learning в сетевых устройствах?
Один из основных принципов работы сетевых устройств, оснащенных коммутаторами, состоит в том, чтобы отправлять данные только тому устройству, для которого они предназначены. Это позволяет значительно повысить эффективность сети и избежать перегрузок.
Когда коммутатор получает пакет данных, он изучает его MAC-адрес отправителя и запоминает его с связанным портом. При получении нового пакета коммутатор сверяет его MAC-адрес назначения с известными адресами в своей таблице для определения порта, на который следует переслать пакет. Если MAC-адрес назначения еще не известен коммутатору, он будет пересылать пакет по всем портам, кроме того, по которому получен пакет, чтобы узнать MAC-адрес получателя.
Таким образом, Mac address learning позволяет сетевому устройству эффективно управлять трафиком в сети, определяя к каким портам следует отправлять пакеты данных, и избежать его ненужного распределения. Это снижает загрузку сети и улучшает производительность, обеспечивая правильную передачу данных и их доставку только нужным устройствам.