Die MAC-Adresstabelle

Switch-Grundlagen:

Da Sie nun alles über Ethernet-MAC-Adressen wissen, ist es an der Zeit, darüber zu sprechen, wie ein Switch diese Adressen verwendet, um Frames an andere Geräte in einem Netzwerk weiterzuleiten (oder zu verwerfen). Wenn ein Switch einfach jeden Frame, den er über alle Ports empfängt, weiterleiten würde, wäre Ihr Netzwerk so überlastet, dass es wahrscheinlich ganz zum Erliegen käme.

Ein Layer-2-Ethernet-Switch verwendet Layer-2-MAC-Adressen, um Weiterleitungsentscheidungen zu treffen. Ihm ist völlig unbekannt, welche Daten (Protokoll) im Datenteil des Rahmens übertragen werden, z. B. ein IPv4-Paket, eine ARP-Nachricht oder ein IPv6-ND-Paket. Der Switch trifft seine Weiterleitungsentscheidungen ausschließlich auf der Grundlage der Layer-2-Ethernet-MAC-Adressen.

Ein Ethernet-Switch untersucht seine MAC-Adresstabelle, um für jeden Frame eine Weiterleitungsentscheidung zu treffen, im Gegensatz zu älteren Ethernet-Hubs, die Bits aus allen Ports mit Ausnahme des eingehenden Ports wiederholen. In unserem Beispiel verwendet der Switch vier Anschlüssen, die gerade eingeschaltet wurden. Die Tabelle zeigt die MAC-Adresstabelle, die die MAC-Adressen für die vier angeschlossenen PCs noch nicht gelernt hat.
Zu Demonstrationszwecken sind die MAC-Adressen in diesem Thema durchgehend gekürzt.

Wie Sie sehen könnnen, ist die Switch-MAC-Adresstabelle leer. 

Die MAC-Adresstabelle wird manchmal auch als inhaltsadressierbare Speichertabelle (CAM-Tabelle) bezeichnet. Der Begriff CAM-Tabelle ist zwar recht gebräuchlich, für die Zwecke der Artikelserie werden wir sie jedoch als MAC-Adresstabelle bezeichnen.

Switch - Lernen und Weiterleiten:

Der Switch baut die MAC-Adresstabelle dynamisch auf, indem er die Quell-MAC-Adresse der auf einem Port empfangenen Frames untersucht. Der Switch leitet Frames weiter, indem er nach einer Übereinstimmung zwischen der Ziel-MAC-Adresse im Frame und einem Eintrag in der MAC-Adressentabelle sucht.

Untersuchen Sie die Quell-MAC-Adresse!

Jeder Rahmen, der in einen Schalter eingegeben wird, wird auf neue zu lernende Informationen geprüft. Dazu werden die Quell-MAC-Adresse des Frames und die Port-Nummer, an der der Frame in den Switch eingegeben wurde, untersucht. Wenn die MAC-Quelladresse nicht existiert, wird sie zusammen mit der eingehenden Portnummer in die Tabelle aufgenommen. Wenn die MAC-Quelladresse vorhanden ist, aktualisiert der Switch den Aktualisierungstimer für diesen Eintrag. Standardmäßig behalten die meisten Ethernet-Switches einen Eintrag in der Tabelle für 5 Minuten.

In der Tabelle zum Beispiel sendet PC-A einen Ethernet-Frame an PC-D. Die Tabelle zeigt, dass der Switch die MAC-Adresse für PC-A zur MAC-Adresstabelle hinzufügt.

Wenn die Quell-MAC-Adresse zwar in der Tabelle, aber an einem anderen Port vorhanden ist, behandelt der Switch diese als neuen Eintrag. Der Eintrag wird unter Verwendung der gleichen MAC-Adresse, aber mit der aktuelleren Portnummer ersetzt.

1. PC-A sendet einen Ethernet-Frame.
2. Der Switch fügt der MAC-Adresstabelle die Port-Nummer und die MAC-Adresse für PC-A hinzu.