Địa chỉ MAC chính xác được sử dụng để làm gì?

Mỗi phần cứng trên mạng cục bộ của bạn có một địa chỉ MAC ngoài địa chỉ IP được gán bởi bộ định tuyến hoặc máy chủ cục bộ. Chính xác địa chỉ MAC đó để làm gì?

Phiên hỏi và trả lời hôm nay đến với chúng tôi nhờ sự hỗ trợ của SuperUser - một phân ngành của Stack Exchange, một nhóm các trang web Hỏi & Đáp do cộng đồng điều khiển.

Câu hỏi

Trình đọc SuperUser Vishnu Vivek tò mò về địa chỉ MAC và chức năng của chúng:

Tôi hiểu rằng các địa chỉ IP được phân cấp, để các bộ định tuyến trên internet biết hướng nào để chuyển tiếp một gói. Với các địa chỉ MAC, không có cấu trúc phân cấp và do đó việc chuyển tiếp gói sẽ không thể thực hiện được. Vì vậy, địa chỉ MAC không được sử dụng để truyền gói.

Tôi không nghĩ rằng nó ngồi đó không có lý do. Vì vậy, câu hỏi của tôi là, chính xác địa chỉ MAC xuất hiện trong quá trình chuyển gói?

Thực sự ở đâu? Chức năng cụ thể của địa chỉ MAC là gì?

Câu trả lời

Người đóng góp cho SuperUser Werner Henze cung cấp một số cái nhìn sâu sắc về chức năng của địa chỉ MAC:

Địa chỉ MAC được sử dụng để làm gì?

Địa chỉ MAC là những điều cơ bản ở mức độ thấp giúp mạng dựa trên ethernet của bạn hoạt động.

Mỗi card mạng có một địa chỉ MAC duy nhất. Các gói được gửi trên ethernet luôn đến từ địa chỉ MAC và được gửi đến địa chỉ MAC. Nếu bộ điều hợp mạng đang nhận gói tin, thì nó đang so sánh địa chỉ MAC đích của gói với địa chỉ MAC của bộ điều hợp. Nếu địa chỉ trùng khớp, gói được xử lý, nếu không nó sẽ bị loại bỏ.

Có các địa chỉ MAC đặc biệt, ví dụ một địa chỉ là ff: ff: ff: ff: ff: ff, là địa chỉ quảng bá và địa chỉ mỗi bộ điều hợp mạng trong mạng.

Làm thế nào để địa chỉ IP và địa chỉ MAC hoạt động cùng nhau?

IP là một giao thức được sử dụng trên một lớp trên ethernet. Một giao thức khác chẳng hạn sẽ là IPX.

Khi máy tính của bạn muốn gửi một gói đến một số địa chỉ IP x.x.x.x, thì kiểm tra đầu tiên là liệu địa chỉ đích có nằm trong cùng mạng IP với chính máy tính đó không. Nếu x.x.x.x nằm trong cùng một mạng, thì IP đích có thể được truy cập trực tiếp, nếu không thì gói cần phải được gửi đến bộ định tuyến được định cấu hình.

Cho đến bây giờ mọi thứ dường như trở nên tồi tệ hơn, bởi vì bây giờ chúng ta có hai địa chỉ IP: một là địa chỉ đích của gói IP gốc, hai là IP của thiết bị mà chúng ta nên gửi gói (bước tiếp theo, hoặc là cuối cùng đích hoặc bộ định tuyến).

Vì ethernet sử dụng địa chỉ MAC, người gửi cần lấy địa chỉ MAC của bước nhảy tiếp theo. Có một giao thức ARP đặc biệt (giao thức phân giải địa chỉ) được sử dụng cho điều đó. Khi người gửi đã lấy địa chỉ MAC của bước nhảy tiếp theo, anh ta ghi địa chỉ MAC đích đó vào gói và gửi gói.

ARP hoạt động như thế nào?

Bản thân ARP là một giao thức trên ethernet, như IP hoặc IPX. Khi một thiết bị muốn biết địa chỉ MAC cho một địa chỉ IP nhất định, nó sẽ gửi một gói đến địa chỉ MAC quảng bá, hỏi ai Ai có địa chỉ IP yyyy? với một gói tin Đó là tôi. Thiết bị hỏi nhận được câu trả lời và bây giờ biết rằng địa chỉ MAC nguồn là địa chỉ MAC phù hợp để sử dụng. Tất nhiên kết quả sẽ được lưu vào bộ nhớ cache, vì vậy thiết bị không cần phải giải quyết địa chỉ MAC mỗi lần.

định tuyến

Tôi gần như quên đề cập: không có định tuyến dựa trên địa chỉ MAC. Địa chỉ ethernet và MAC cấp thấp chỉ có thể tiếp cận mọi thiết bị trên tương tự mạng (đã bật hoặc không dây). Nếu bạn có hai mạng có bộ định tuyến ở giữa, bạn không thể có thiết bị trong mạng A gửi gói đến địa chỉ MAC của thiết bị trong mạng B. Không có thiết bị nào trong mạng A có địa chỉ MAC của thiết bị trong mạng B, vì vậy a gói đến địa chỉ MAC này sẽ bị loại bỏ bởi tất cả các thiết bị trong mạng A (cũng bởi bộ định tuyến).

Định tuyến được thực hiện ở cấp độ IP. Nhìn đơn giản, bộ định tuyến chỉ đang làm những gì tôi đã mô tả ở trên trong phần Làm thế nào để các địa chỉ IP và địa chỉ MAC hoạt động cùng nhau? Bộ định tuyến sẽ nhận các gói cho địa chỉ MAC của riêng mình nhưng cho một địa chỉ IP khác. Sau đó anh ta sẽ kiểm tra xem anh ta có thể trực tiếp đến địa chỉ IP đích hay không. Nếu vậy, anh ta gửi gói đến mục tiêu. Mặt khác, bộ định tuyến cũng có bộ định tuyến ngược được cấu hình và sẽ gửi gói đến bộ định tuyến đó.

Tất nhiên bạn có thể có nhiều bộ định tuyến được cấu hình. Bộ định tuyến gia đình của bạn sẽ chỉ có một bộ định tuyến ngược được định cấu hình, nhưng trong mạng trục chính, các bộ định tuyến lớn có các bảng định tuyến lớn để họ biết các cách tốt nhất cho tất cả các gói.

Các trường hợp sử dụng khác cho địa chỉ MAC

1. Các bộ chuyển mạch mạng lưu trữ một danh sách các địa chỉ MAC được nhìn thấy ở mọi cổng và chỉ chuyển tiếp các gói tới các cổng cần xem gói.
2. Các điểm truy cập không dây thường sử dụng địa chỉ MAC để kiểm soát truy cập. Họ chỉ cho phép truy cập các thiết bị đã biết (địa chỉ MAC là duy nhất và xác định thiết bị) với cụm mật khẩu chính xác.
3. Máy chủ DHCP sử dụng địa chỉ MAC để xác định thiết bị và cung cấp cho một số thiết bị địa chỉ IP cố định.

Có một cái gì đó để thêm vào lời giải thích? Tắt âm thanh trong các ý kiến. Bạn muốn đọc thêm câu trả lời từ những người dùng Stack Exchange am hiểu công nghệ khác? Kiểm tra chủ đề thảo luận đầy đủ ở đây.