1. 桥表是什么
在Linux网络桥接中，桥表（Bridge Table）是一个重要的数据结构。它用于存储桥接设备（Bridge Device）的转发决策信息，帮助桥接设备确定目标MAC地址的转发方向。桥表可以看作是一个以MAC地址为索引的数据库，记录着网桥设备上所有连接的计算机的MAC地址和对应的端口信息。
2. 桥表的数据结构
2.1 桥表的作用
桥表的作用是存储和维护MAC地址和接口之间的映射关系。当桥接设备接收到一个数据包时，首先会检查目标MAC地址是否在桥表中，如果在，那么桥接设备会将数据包转发到目标MAC地址对应的接口上；如果不在，那么桥接设备会将数据包转发到所有其他接口，同时学习目标MAC地址和来源接口的映射关系，并将其添加到桥表中。
2.2 桥表的结构
桥表通常由一个哈希表实现，用来加快查找速度。哈希表的每个槽（Slot）维护了一个桶（Bucket）链表，桶中存储了桥接设备的MAC地址和对应的接口信息。当桥接设备接收到一个数据包时，会根据目标MAC地址的哈希值在哈希表中查找对应的槽，然后在槽对应的桶链表中查找目标MAC地址和接口的映射关系。
在Linux内核中，桥表的数据结构定义在文件"include/uapi/linux/if_bridge.h"中：
struct net_bridge_fdb_entry {
struct hlist_node fh_node;
struct net_bridge_port *dst;
u8 addr[ETH_ALEN];
u16 vlan_id;
u16 is_static;
unsigned long updated;
};
struct net_bridge {
...
struct hlist_head *hash;
struct net_bridge_fdb_entry **hash_buckets;
...
};
3. 桥表的使用
3.1 桥表的添加
在Linux系统中，可以使用`ip`命令将MAC地址和接口的映射关系添加到桥表中：
ip link set dev bridge_name address MAC_address
其中，`bridge_name`为桥接设备的名称，`MAC_address`为MAC地址。
3.2 桥表的查询
可以使用`bridge fdb show`命令查询桥表中的MAC地址和接口的映射关系：
bridge fdb show dev bridge_name
其中，`bridge_name`为桥接设备的名称。
3.3 桥表的删除
可以使用`bridge fdb del`命令从桥表中删除MAC地址和接口的映射关系：
bridge fdb del dev bridge_name mac MAC_address
其中，`bridge_name`为桥接设备的名称，`MAC_address`为MAC地址。
4. 桥表的应用场景
桥表在Linux网络桥接中有着广泛的应用场景。下面介绍几个常见的应用场景：
4.1 局域网网桥
当多个局域网之间需要进行互通时，可以使用桥接设备和桥表来实现。桥接设备可以将多个局域网连接在一起，而桥表则用于转发数据包。
4.2 虚拟机网络
在虚拟化技术中，桥接设备可以连接宿主机和虚拟机，实现虚拟机与宿主机以及其他虚拟机之间的通信。桥表记录了虚拟机的MAC地址和对应的接口信息，用于数据包的转发。
4.3 安全策略
通过在桥表中添加和删除MAC地址和接口的映射关系，可以限制特定MAC地址的数据包转发。这在网络安全中起到了一定的作用。
5. 总结
桥表作为Linux网络桥接中的重要数据结构，承担着存储和维护MAC地址和接口映射关系的功能。它通过哈希表和桶链表的结构，快速准确地定位和查找目标MAC地址的转发方向。桥表在网络桥接、虚拟机网络和安全策略等场景中发挥着重要的作用。