フォワーディングデータベース(FDB)

1. 機能概要

フォワーディングデータベース(以降、FDB)は、 宛先MACアドレスと送出ポートとVLANの組み合わせを管理するものです。
本製品は、受信フレームの転送先ポートを決定する際に使用します。

  1. 学習機能の有効／無効制御

  2. 学習したFDBエントリの保持時間の調整

  3. 学習したFDBエントリのクリア

  4. FDBエントリの手動登録(スタティックエントリ)

2. 用語の定義

FDB

Forwarding Data Base の略です。
宛先MACアドレスと送出ポートと VLAN の組み合わせを管理するデータベースです。

FDBエントリー

FDBに登録するデータのことで、複数の要素で構成されます。

3. 機能詳細

3.1. FDBエントリー

本製品は、FDBに対して下表に示す内容を一つのエントリーとして登録します。
自動学習／手動登録合わせて 最大 16,384個のアドレスを登録できます。

管理要素 説明

MACアドレス

デバイスのMACアドレスで、ユニキャストとマルチキャストがあります。

VLAN-ID (FID)

デバイスの所属するVLAN ID。1～4094の値となります。

転送先インターフェースID

デバイスが存在するインターフェース。
LAN/SFPポート、スタティック/LACP論理インターフェースが該当します。

アクション

デバイス宛てフレームの処理方法。
処理方法には、破棄(discard)と転送(forward)があります。

エントリー登録種別

dynamic

自動学習により登録されたエントリー

static

コマンドにより手動で登録したエントリー

multicast

IGMP/MLD Snoopingで学習したエントリー

3.1.1. MACアドレス

FDBのキー項目の一つで、VLAN-IDとMACアドレスの二つを合わせてレコードキーになります。
MACアドレスが、ユニキャストの時と、マルチキャストの時では、動作に違いがあります。

  • ユニキャスト
    あるレコードキーに対して、転送先インターフェースIDは、一意に決まる必要があるので、重複は認められません。
    (同じ、VLAN-IDとMACアドレスの組み合わせは複数存在しない)

  • マルチキャスト
    あるキーレコードに対しての、転送先インターフェースIDは、複数個存在しても構いません。
    その場合、複数の転送先インターフェースIDに、転送されます。

すべての受信フレームをMACアドレス学習の対象とし、送信元MACアドレスを学習してFDBに登録します。
ただし、送信元MACアドレスがマルチキャストの場合は、これを不正なフレームとみなして破棄し、登録しません。
また、VLANインターフェースを作成することで、内部的にFDBエントリーを1つ消費します。

自動学習で登録したMACアドレス情報は、エージングタイムアウトまで保持します。

また、マルチキャストのMACアドレス場合を複数設定した場合、この場合は全体で1個とみなします。

VLAN  port    mac             fwd      type    timeout
   1  port1.1 0100.0000.1000  forward  static       0
   1  port1.2 0100.0000.1000  forward  static       0
   1  port1.3 0100.0000.1000  forward  static       0
   1  port1.4 0100.0000.1000  forward  static       0
   1  port1.5 0100.0000.1000  forward  static       0
   1  port1.6 0100.0000.1000  forward  static       0

3.1.2. VLAN-ID

MACアドレスの学習はVLAN単位に行い、FDB は MACアドレス と VLAN のペアで管理します。
異なるVLANであれば、同一のMACアドレス情報も学習します。

3.1.3. 転送先インターフェースID

登録されるIDは下記となります。

  • LAN/SFPポート (port)

  • スタティック/LACP論理インターフェース (sa,po)

3.1.4. アクション

キーレコードと一致した受信フレームに対してのアクションを定義します。
MACアドレスが、ユニキャストの場合は、下記のアクションになります。

  • forward … 転送先インターフェースIDに転送します。

  • discard … 転送せず破棄します。

MACアドレスが、マルチキャストの場合は、下記のアクションになります。

  • forward … 転送先インターフェースIDに転送します。

  • discard … 設定できません。
    (MACアドレスが、マルチキャストの場合は、discardが設定できません。)

3.1.5. 登録種別

  • dynamic …​ 自動的に登録、削除が行われます。config設定ファイルには、登録結果は残りません。

  • static …​ 手動で登録、削除するため、config設定ファイルに残ります。

  • multicast …​ IGMP/MLD Snooping機能によって、自動的に登録、削除が行われます。config設定ファイルには、登録結果は残りません。

3.2. MACアドレスの自動学習

MACアドレスの自動学習とは、受信フレームの送信元MACアドレスと受信ポートの情報に基づいてFDBエントリーを動的に作成し、登録していくことを指します。
この自動学習により登録されたエントリーを ダイナミックエントリー といいます。
個々のダイナミックエントリーに対して、タイマー（エージングタイム）による監視が行われます。
一定時間フレーム受信がなかったMACアドレスに対するエントリーは、エージングタイマーによりFDBエントリーから自動的に削除されます。
これにより、電源断、移動などで無効になったデバイスのエントリーが、FDBに残らないようになっています。
なお、時間内に再度受信があった場合は、監視タイマーがリセットされます。

以下に自動学習の制御仕様について示します。

  1. MACアドレスの自動学習は、 mac-address-table learning コマンドを使用して、有効／無効の制御が可能です。
    初期状態では、有効となっています。

  2. 自動学習が有効な状態から、無効に変更すると、 学習したダイナミックエントリーはすべて削除 されます。
    なお、学習機能・無効の設定は、すべての受信フレームを全ポートにフラッディングしたい場合に有用です。

  3. ダイナミックエントリーに対するエージングタイムの設定は、 mac-address-table ageing-time コマンドで行います。
    初期状態では、300秒が設定されています。

  4. エージングタイマーによりエントリーから削除される実際の時間は、タイマー設定値x2秒以内となります。

  5. 学習したダイナミックエントリーのクリアは、 clear mac-address-table dynamic コマンドで行います。
    クリアする単位として、全FDB内容を一括クリアする指定のほかに、VLAN番号を指定することで指定VLANとして学習した全MACアドレスをFDBからクリアします。
    また、ポート番号を指定することで指定ポートから学習したMACアドレスをFDBからクリアすることもできます。

  6. 自動学習の状態を確認するには、 show mac-address-table コマンドを使用します。

3.3. MACアドレスの手動設定

本製品は、受信フレームによる自動学習のほかに、ユーザーのコマンド操作でMACアドレスを設定することができます。
コマンド操作で登録したエントリーを スタティックエントリー といいます。

以下に手動設定についての仕様を示します。

  1. スタティックエントリーの登録は、 mac-address-table static コマンド を使用します。

  2. スタティックエントリーの登録を行うと、そのMACアドレスに対してダイナミックな学習は行いません。
    学習済みのエントリは、FDBから削除され、スタティックエントリーとして登録されます。

  3. スタティックエントリーの削除は、 no mac-address-table static コマンド を使用します。

  4. 受信フレームの宛先MACアドレスに対して転送(forward)か廃棄(discard)かを指定可能とします。

    • 転送指定を行う場合、転送先のLAN/SFPポート、またはスタティック/LACP論理インターフェースを指定することができます。

    • 廃棄指定を行った場合、MACアドレスに対する受信フレームは、どのポートにも転送せずに廃棄します。

  5. マルチキャストのMACアドレスを登録する場合、廃棄(discard)は指定できません。
    また下記のMACアドレスは登録できません。

    • 0000.0000.0000

    • 0100.5e00.0000～0100.5eff.ffff

    • 0180.c200.0000～0180.c200.000f

    • 0180.c200.0020～0180.c200.002f

    • 3333.0000.0000～3333.ffff.ffff

    • ffff.ffff.ffff

4. 関連コマンド

操作項目 操作コマンド

MACアドレス学習機能の有効・無効設定

mac-address-table learning

ダイナミックエントリー エージングタイムの設定

mac-address-table ageing-time

ダイナミックエントリーの削除

clear mac-address-table dynamic

スタティックエントリーの登録

mac-address-table static

スタティックエントリーの削除

no mac-address-table static

MACアドレステーブルの参照

show mac-address-table

5. コマンド実行例

5.1. FDBの参照

Yamaha#show mac-address-table
VLAN  port     mac             fwd      type     timeout
   1  port1.2  00a0.de11.2233  forward  static        0
   1  port1.1  1803.731e.8c2b  forward  dynamic     300
   1  port1.1  782b.cbcb.218d  forward  dynamic     300

5.2. ダイナミックエントリーの削除

FDBに登録されているFDBエントリー ( MACアドレス00:a0:de:11:22:33 )を削除する

Yamaha#clear mac-address-table dynamic address 00a0.de11.2233

5.3. ダイナミックエントリー エージング時間の変更

ダイナミックエントリーのエージング時間を 400秒 に変更する。

Yamaha(config)#mac-address-table ageing-time 400

5.4. スタティックエントリーの登録

VLAN #10に所属するデバイス (MACアドレス 00:a0:de:11:22:33) 宛てフレームをLANポート2 (port1.2) に転送する。

Yamaha(config)#mac-address-table static 00a0.de11.2233 forward port1.2 vlan 10

VLAN #10に所属するデバイス (MACアドレス 00:a0:de:11:22:33) 宛てフレームを破棄する。
インターフェース名の指定(例ではport1.2)は、動作に影響ありません。省略不可のため、LAN/SFPポートを指定してください。

Yamaha(config)#mac-address-table static 00a0.de11.2233 discard port1.2 vlan 10

5.5. スタティックエントリーの削除

VLAN #10に所属するデバイス (MACアドレス 00:a0:de:11:22:33)宛ての転送設定を削除する。

Yamaha(config)#no mac-address-table static 00a0.de11.2233 forward port1.2 vlan 10

6. 注意事項

l2-unknown-mcast コマンドで未知のマルチキャストフレームを破棄(discard)するよう設定している場合、 mac-address-table static コマンドで静的にマルチキャストMACアドレスを転送(forward)するように登録していても効果はありません。

7. 関連文書

特になし