1. Switch học địa chỉ MAC như thế nào?

Switch là thiết bị hoạt động ở Layer 2 (Datalink Layer) trong mô hình OSI. Chức năng chính của switch là chuyển tiếp (forward) và lọc (filter) các frame dựa trên địa chỉ MAC (Media Access Control) của các thiết bị trong mạng.

Switch học địa chỉ MAC bằng cơ chế tự động khi các thiết bị trong mạng gửi dữ liệu. Quá trình học địa chỉ MAC của switch diễn ra theo các bước sau:

Bước 1: Nhận Frame

• Khi switch nhận một frame Ethernet từ một thiết bị trên một cổng cụ thể.

Bước 2: Kiểm tra địa chỉ MAC nguồn

• Switch kiểm tra địa chỉ MAC nguồn trong frame.
• Nếu địa chỉ MAC chưa có trong bảng MAC, switch sẽ lưu lại địa chỉ MAC này vào bảng MAC và gán với cổng nhận (interface nhận frame).
• Nếu địa chỉ MAC đã tồn tại, switch cập nhật cổng mới nếu cần.

Bước 3: Xác định cổng đích để chuyển tiếp frame

• Switch kiểm tra địa chỉ MAC đích trong bảng MAC.
  • Nếu có: Chuyển tiếp frame ra đúng cổng đã lưu.
  • Nếu chưa có: Gửi frame đến tất cả các cổng (trừ cổng nhận frame) → Gọi là Broadcast (Flooding).

Bước 4: Lưu và cập nhật bảng MAC

• Khi thiết bị đích trả lời, switch học thêm địa chỉ MAC của thiết bị đó và cập nhật bảng MAC.

📌 Ví dụ minh họa:

• PC1 gửi frame đến PC2, switch kiểm tra và ghi nhận MAC của PC1 vào bảng MAC.
• Nếu MAC của PC2 chưa có, switch flooding frame đến tất cả các cổng.
• Khi PC2 trả lời, switch học MAC của PC2 và cập nhật bảng MAC.

🔎 Tóm tắt:
Switch học địa chỉ MAC bằng cách ghi nhớ MAC nguồn từ các frame nhận được, sau đó chuyển tiếp frame đến đúng cổng dựa trên bảng MAC để tránh flooding không cần thiết.

2. Cấu trúc bảng địa chỉ MAC (MAC Address Table – MAT)

Bảng địa chỉ MAC (còn gọi là CAM Table – Content Addressable Memory Table) là nơi lưu trữ các địa chỉ MAC và cổng tương ứng trên switch.

Cấu trúc bảng MAC

Bảng MAC chứa nhiều dòng, mỗi dòng có 3 hoặc 4 cột chính:

Ý nghĩa các cột

• VLAN: VLAN của thiết bị.
• MAC Address: Địa chỉ MAC của thiết bị.
• Type:
  • Dynamic: Địa chỉ học được tự động (mặc định).
  • Static: Địa chỉ cấu hình thủ công, không bị xóa.
• Port: Cổng mà switch học được địa chỉ MAC đó.

Cơ chế xóa địa chỉ MAC

• Switch lưu MAC động (Dynamic) trong một khoảng thời gian (mặc định 5 phút trên Cisco).
• Nếu không có frame mới từ địa chỉ MAC đó, switch sẽ xóa MAC khỏi bảng MAC để tiết kiệm bộ nhớ.

3. Các lệnh kiểm tra bảng MAC trên switch Cisco

Kiểm tra bảng MAC

Switch# show mac address-table

• Hiển thị toàn bộ bảng MAC của switch.

Switch# show mac address-table dynamic

• Hiển thị các địa chỉ MAC học động (Dynamic).

Switch# show mac address-table interface FastEthernet 0/1

• Kiểm tra MAC học được trên một cổng cụ thể.

Thêm địa chỉ MAC tĩnh (Static MAC Entry)

Switch(config)# mac address-table static 00A1.B2C3.D4E5 vlan 10 interface FastEthernet 0/1

• Gán MAC tĩnh vào VLAN và cổng cố định.

Xóa địa chỉ MAC khỏi bảng MAC

Switch(config)# clear mac address-table dynamic

• Xóa toàn bộ địa chỉ MAC động.

Switch(config)# clear mac address-table dynamic address 00A1.B2C3.D4E5

• Xóa một địa chỉ MAC cụ thể.

4. Kết luận

✅ Switch học địa chỉ MAC bằng cách ghi nhớ địa chỉ MAC nguồn của frame nhận được.
✅ Switch chỉ chuyển tiếp frame đến đúng cổng nếu biết địa chỉ MAC đích, nếu không sẽ flooding.
✅ Bảng MAC lưu thông tin về VLAN, MAC, loại địa chỉ và cổng tương ứng.
✅ Có thể kiểm tra bảng MAC bằng lệnh show mac address-table.

🎯 Hiểu cơ chế học địa chỉ MAC giúp tối ưu hiệu suất mạng và khắc phục sự cố hiệu quả! 🚀