Broadcom交换芯片转发二三层转发记录

L2功能
主要包括ingress过滤、MAC学习和老化、根据MAC+VLAN转发、广播与洪泛、生成树控制等基本功能。

L2转发流程
    从端口进入交换芯片的包首先检查TAG，对于tagged包，判断是否是802.1p的包，（802.1p的包vid为0），对于untagged的包和802.1p的包，根据系统配置加上tag（这些配置包括：基于MAC的vlan、基于子网的vlan、基于协议的vlan和基于端口的vlan）。经过这一步以后，到交换芯片内部的包都变成802.1Q的tagged包了（vid为1－4094，4095保留）。

    如果设置了ingress过滤，就会检查本端口是否在该vid对应的VLAN中，对于本端口不在该vid对应的VLAN中的包就丢弃。对于没有设置ingress过滤，或者设置ingress过滤但本端口在该vid对应的VLAN中的包进行STP端口状态检查，对于BPDU以外的包，只有端口处于forwarding状态，才允许包进入。

    然后进行源MAC地址检查，以源MAC＋VID的哈希为索引查找L2 TABLE，如果没有找到，就把这个表项（源MAC＋VID）以及对应的端口写到L2 TABLE中，这个过程称为MAC地址学习。当然地址学习的方法有很多种，可以是硬件学习，也可以是软件学习，可以根据PORT表中的CMI字段的配置来进行。

    下一步进行目的MAC地址检查：目的MAC地址为广播地址（0xffffffff）的包，在vlan内广播出去；目的MAC地址为组播地址的包，进行组播流程的处理；对于单播包，查找L2 TABLE，如果没有找到，就在vlan内进行洪泛；如果找到，检查表项中的L3 bit是否设置，如果设置了L3 bit，就进行L3流程的转发；否则就转发到L2 TABLE表项中的端口去，在egress方向，也有egress过滤设置（默认是使能的），如果egress端口不在vlan中也是不能转发的。至此，L2转发流程完成了。

MAC地址老化

    与地址学习相反的过程是地址老化。地址老化的机制是：ASIC内部有个定时器，称为age timer，命令行可以对这个寄存器进行设置，每次查找L2 TABLE时（包括原地址查找和目的地址查找，可以配置），如果命中，就会设置hit标志。当老化时间到后，ASIC把hit标志清除，当下一个老化时间到后，ASIC把hit为0的地址设置为无效，这就是为什么实际地址老化的时间为1～2倍agingTime的原因。

L3转发流程
    如果查目的MAC地址表的时候发现L3bit置位了，就进入到L3转发流程。与L2交换相比，L3交换可以实现跨VLAN转发，而且它的转发依据不是根据目的MAC地址，而是根据目的IP。

    首先对L3头部进行校验，校验和错的包直接丢弃；然后进行源IP地址查找，如果主机路由表中没有找到，会上报给CPU，CPU会进行相应的处理，并更新接口表。

   
    下一步进行目的IP地址查找，如果主机路由表中没有找到，就会在子网路由表中进行查找，在子网路由表中进行最长子网匹配的查找算法，如果在子网路由表中还没有找到，也送给CPU进行处理，如果在主机路由表或子网路由表中找到了，就会得到下一跳的指针。

   
    如果ECMP使能的话，会得到ECMP的指针和ECMP的个数，从而根据hash算法得到一个下一跳指针。下一条表项中包含了下一跳的MAC地址和接口表的索引。

   
    在包转发出去的时候，用下一跳的MAC地址替换掉包的目的MAC地址。用接口表中的MAC地址和VLAN替换掉包的源MAC地址和VLAN。