Що ж саме для цього використовується MAC-адреса?

Кожен апаратний пристрій у вашій локальній мережі має MAC-адресу на додаток до IP-адреси, призначеної йому місцевим маршрутизатором або сервером. Що таке саме MAC-адреса?

Сьогоднішня сесія запитань та відповідей приходить до нас люб'язно SuperUser - підрозділ Stack Exchange, групування веб-сайтів із запитаннями та відповідями на рівні спільноти..

Питання

Читач SuperUser Вішну Вівек цікавиться MAC-адресами та їх функціями:

Я розумію, що IP-адреси є ієрархічними, так що маршрутизатори по всьому Інтернету знають, в якому напрямку пересилати пакет. З MAC-адресами не існує ієрархії, і, отже, пересилка пакетів неможлива. Таким чином, MAC-адреси не використовуються для передачі пакетів.

Я не думаю, що він там сидить без причини. Тому моє питання полягає в тому, де саме MAC-адреса входить в гру під час передачі пакетів?

Де дійсно? Яка конкретна функція MAC-адреси?

Відповідь

Співробітник SuperUser Werner Henze пропонує деяке розуміння функції MAC-адреси:

Для чого використовуються MAC-адреси?

MAC-адреси - це основи низького рівня, які роблять вашу мережеву мережеву мережу.

Кожна мережна карта має унікальну MAC-адресу. Пакети, які відправляються на Ethernet, завжди надходять з MAC-адреси і надсилаються на MAC-адресу. Якщо мережевий адаптер приймає пакет, він порівнює MAC-адресу призначення пакета з MAC-адресою адаптера. Якщо адреси відповідають, пакет обробляється, інакше він відкидається.

Є спеціальні MAC-адреси, наприклад ff: ff: ff: ff: ff: ff, який є адресою широкомовної передачі і адресою кожного мережного адаптера в мережі.

Як спільно працюють IP-адреси та MAC-адреси?

IP - це протокол, який використовується на шарі над ethernet. Іншим протоколом, наприклад, буде IPX.

Коли ваш комп'ютер хоче відправити пакет до певної IP-адреси x.x.x.x, то перша перевірка - якщо адреса призначення знаходиться в тій самій мережі IP, що й сам комп'ютер. Якщо x.x.x.x знаходиться в одній мережі, то IP-адреса призначення може бути досягнуто безпосередньо, інакше пакет повинен бути надісланий налаштованому маршрутизатору.

До цих пір все гірше, оскільки зараз у нас є два IP-адреси: один - це цільова адреса оригінального IP-пакета, інша - IP-пристрій, на який ми повинні відправити пакет (наступний хміль, або кінцевий) або маршрутизатор).

Оскільки Ethernet використовує MAC-адреси, відправник повинен отримати MAC-адресу наступного переходу. Для цього використовується спеціальний протокол ARP (протокол розв'язання адреси). Після того, як відправник отримав MAC-адресу наступного переходу, він записує цільову MAC-адресу в пакет і посилає пакет.

Як працює ARP?

Сам ARP є протоколом над Ethernet, як IP або IPX. Коли пристрій хоче знати MAC-адресу для даної IP-адреси, він надсилає пакет до MAC-адреси трансляції, запитуючи: «Хто має IP-адресу yyyy?» Всі пристрої отримують цей пакет, але тільки той, який має IP-адресу yyyy, відповість з пакетом «Це я». Запитуючий пристрій отримує відповідь і тепер знає, що MAC-адреса джерела є правильною MAC-адресою для використання. Звичайно, результат буде кешований, отже, пристрій не потребує вирішення MAC-адреси кожного разу.

Маршрутизація

Я майже забув згадати: немає маршрутизації на основі MAC-адрес. Низький рівень Ethernet і MAC-адреси можуть досягати тільки кожного пристрою на те ж саме мережа (кабельна або бездротова). Якщо у вас є дві мережі з маршрутизатором, між якими неможливо мати пристрій в мережі А, відправте пакет на MAC-адресу пристрою в мережі B. Пристрій в мережі А не має MAC-адреси пристрою в мережі B, тому пакет на цю MAC-адресу буде відкинуто всіма пристроями в мережі A (також маршрутизатором).

Маршрутизація виконується на рівні IP. Просто бачив, що роутер просто робить те, що я описав вище в розділі «Як IP-адреси і MAC-адреси працюють разом?». Маршрутизатор буде отримувати пакети для власного MAC-адреси, але для іншої IP-адреси. Потім він перевірить, чи може він безпосередньо досягти цільової IP-адреси. Якщо це так, він посилає пакет до цілі. В іншому випадку сам маршрутизатор також має настроєний маршрутизатор і посилає пакет на цей маршрутизатор.

Звичайно, ви можете налаштувати кілька маршрутизаторів. У вашому домашньому маршрутизаторі буде налаштовано лише один маршрутизатор, але в інтернет-магістралі великі маршрутизатори мають великі таблиці маршрутизації, тому вони знають найкращі способи для всіх пакетів.

Інші випадки використання для MAC-адрес

1. Мережеві комутатори зберігають список MAC-адрес, що видно на кожному порту, і пересилають пакети лише до портів, які повинні бачити пакет.
2. Бездротові точки доступу часто використовують MAC-адреси для контролю доступу. Вони дозволяють доступ лише для відомих пристроїв (MAC-адреса є унікальним і ідентифікує пристрої) з правильною паролем.
3. DHCP-сервери використовують MAC-адресу для ідентифікації пристроїв і надають деяким пристроям фіксовані IP-адреси.

Маєте щось додати до пояснення? Звучить в коментарях. Хочете прочитати більше відповідей від інших технологічних користувачів Stack Exchange? Перегляньте повний потік обговорення тут.