linux协议栈之FDB表

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FDB表，全称为Forwarding Database，即转发数据库，主要用于网络设备（如交换机）中，以实现二层数据转发。FDB表主要记录MAC地址、VLAN号、端口号和一些标志域等信息，是交换机进行二层数据转发的核心数据结构。以下是FDB表的详细解释：

一、FDB表的作用

FDB表的主要作用是在交换机内部实现二层数据转发。当交换机收到一个数据帧时，它会根据数据帧的目的MAC地址来查询FDB表，以确定将数据帧从哪个端口转发出去。如果目的MAC地址在FDB表中存在，交换机就会直接将该数据帧从对应的端口转发出去；如果不存在，交换机则会将该数据帧泛洪到除了接收端口之外的所有端口。

二、FDB表的内容

FDB表主要由以下几部分组成：

• MAC地址：数据帧的目的MAC地址。
• VLAN号：数据帧所属的VLAN（虚拟局域网）编号。
• 端口号：交换机上与该MAC地址关联的端口号。
• 标志域：可能包括一些额外的信息，如老化时间、静态/动态标志等。

三、FDB表的动态学习

交换机具有动态学习源MAC地址的功能。当交换机收到一个数据帧时，它会学习该数据帧的源MAC地址，并将其与接收端口的映射关系存储在FDB表中。如果FDB表中已经存在该MAC地址的记录，则更新该记录的老化时间。交换机通过这种方式不断学习和更新FDB表，以确保其准确性。

四、FDB表的老化机制

FDB表中的表项有一个老化时间（Aging Time），用于防止地址表项过于庞大。如果某个MAC地址在一段时间内（即老化时间内）没有数据传输，那么该MAC地址对应的表项就会被删除。这样可以确保FDB表始终只包含活跃的网络设备的MAC地址。

五、FDB表的静态配置

除了动态学习之外，FDB表还支持静态配置。系统管理员可以手动在FDB表中添加或修改表项，以确保某些特定的MAC地址始终与特定的端口关联。静态配置的表项不会因老化而被删除。

六、FDB表与ARP表的区别

• 作用层次不同：FDB表用于二层转发，而ARP表用于三层转发。FDB表记录的是MAC地址与端口的映射关系，而ARP表记录的是IP地址与MAC地址的映射关系。
• 查询时机不同：在二层转发过程中，交换机首先查询FDB表；而在三层转发过程中，路由器首先查询路由表，然后根据路由表确定下一跳IP地址，再查询ARP表获取下一跳MAC地址。

综上所述，FDB表是交换机进行二层数据转发的核心数据结构，它通过记录MAC地址、VLAN号、端口号等信息，实现了网络设备之间的快速通信。同时，FDB表还支持动态学习和老化机制，以确保其准确性和高效性。