MAC地址的介绍(单播、广播、组播、数据收发)

MAC地址的介绍(单播、⼴播、组播、数据收发)
MAC地址组成
⽹络设备的MAC地址是全球唯⼀的。MAC地址长度为48⽐特,通常⽤⼗六进制表⽰。MAC地址包含两部分:前24⽐特是组织唯⼀标识符(OUI,OrganizationallyUniqueIdentifier),由IEEE统⼀分配给设备制造商。
例如,华为的⽹络产品的MAC地址前24⽐特是0x00e0fc。后24位序列号是⼚商分配给每个产品的唯⼀数值,由各个⼚商⾃⾏分配(这⾥所说的产品可以是⽹卡或者其他需要MAC地址的设备)。
MAC地址有单播、⼴播、组播之分
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局域⽹上的帧可以通过三种⽅式发送。第⼀种是单播,指从单⼀的源端发送到单⼀的⽬的端。每个主机接⼝由⼀个MAC地址唯⼀标
沐浴粉识,MAC地址的OUI中,第⼀字节第8个⽐特表⽰地址类型。对于主机MAC地址,这个⽐特固定为0,表⽰⽬的MAC地址为此MAC地址的帧都是发送到某个唯⼀的⽬的端。在冲突域中,所有主机都能收到
源主机发送的单播帧,但是其他主机发现⽬的地址与本地MAC地址不⼀致后会丢弃收到的帧,只有真正的⽬的主机才会接收并处理收到的帧。
⼴播
苯妥英钠的制备第⼆种发送⽅式是⼴播,表⽰帧从单⼀的源发送到共享以太⽹上的所有主机。⼴播帧的⽬的MAC地址为⼗六进制的FFFFFFFFFFFF,所有收到该⼴播帧的主机都要接收并处理这个帧。
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⼴播⽅式会产⽣⼤量流量,导致带宽利⽤率降低,进⽽影响整个⽹络的性能。
当需要⽹络中的所有主机都能接收到相同的信息并进⾏处理的情况下,通常会使⽤⼴播⽅式。
组播
第三种发送⽅式为组播,组播⽐⼴播更加⾼效。组播转发可以理解为选择性的⼴播,主机侦听特定组播地址,接收并处理⽬的MAC地址为该组播MAC地址的帧。
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组播MAC地址和单播MAC地址是通过第⼀字节中的第8个⽐特区分的。组播MAC地址的第8个⽐特为1,⽽单播MAC地址的第8个⽐特为0。
当需要⽹络上的⼀组主机(⽽不是全部主机)接收相同信息,并且其他主机不受影响的情况下通常会使⽤组播⽅式。
MAC在数据帧接收与发送的应⽤
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帧从主机的物理接⼝发送出来后,通过传输介质传输到⽬的端。共享⽹络中,这个帧可能到达多个主机。主机检查帧头中的⽬的MAC地址,如果⽬的MAC地址不是本机MAC地址,也不是本机侦听的组播或⼴播MAC地址,则主机会丢弃收到的帧。
如果⽬的MAC地址是本机MAC地址,则接收该帧,检查帧校验序列(FCS)字段,并与本机计算的值对⽐来确定帧在传输过程中是否保持了完整性。如果帧的FCS值与本机计算的值不同,主机会认为帧已被破坏,并会丢弃该帧。如果该帧通过了FCS校验,则主机会根据帧头部中的Type字段来确定将帧发送给上层哪个协议处理。本例中,Type字段的值为0x0800,表明该帧需要发送到IP协议上处理。在发送给IP协议之前,帧的头部和尾部会被剥掉。
举例说明:主机A要发数据给主机B,主机A在封装Frame(OSI的第⼆层⽤的数据格式),要封装对⽅的MAC,查ARP表发现不知道B 的MAC,只知道IP,它就发送⼀个ARP包,源IP是⾃⼰的,⽬的IP是B的,源MAC是⾃⼰的,⽬的MAC是⼴播的。然后这个ARP请求在A所在的内⽹被⼴播,当其他机器接到这个包时,⽤⽬的IP和⾃⼰的IP⽐较,不是的话就丢弃;是的话,B接收后,就应答这个请
求,把⾃⼰的MAC送给A。如果B是其他⼦⽹的主机,那么路由器根据⼦⽹掩码会判断出B是其他⼦⽹,然后路由器把⾃⼰的MAC返回给A,A以后再给B 发包时,⽬的MAC封装的就是路由器的。总之,A和B如果是同⼀⼦⽹,A发送的⽬的MAC就是B的,否则A发送的⽬的MAC就是路由器的。
MAC出现的历史原因:以太⽹发明出来的时候,IP还没有垄断⽹络层协议,那时还有Novell⽹的IPX/SPX协议、DEC公司开发的CLNP⽹络协议,以及Apple公司开发的Apple Talk协议,以太⽹需要⽀持这所有的⽹络层协议,如果没有MAC地址,势必需要⽹卡解读⽹络层协议头的地址信息,⽽每⼀种⽹络层的地址都⼤相径庭,所以增加了以太⽹卡的实现复杂度。
⽽⽹卡有了MAC地址,可以不依赖于任何⽹络层协议,可以独⽴判断⼀个以太帧是否接收(依据MAC地址匹配),这样⼤⼤简化了⽹卡的实现。
即使以后出现更多的⽹络层协议,⽹卡也⽆需太多的改变,这就是⽹络分层的精髓,⼀层的内部实现⽆需知晓其上层、或下层协议字段。
⼆层交换机:交换机⼯作主要依靠MAC表(MAC和以太⽹端⼝映射表),交换机会记录每个端⼝连接的主机的MAC。当交换机收到主机的数据包,提取⽬的MAC地址,查看⽬的MAC地址的主机连接哪个端⼝,然后往那个端⼝发送数据。交换机不会改变数据包的任何信息,包括MAC。
⽆线路由器:⽬前的⽆线路由器同时扮演有线⽹络中交换机与路由器的⾓⾊。传统有线⽹络中的交换机与路由器⼀般是分离的,客户端要传输数据时,若在同⼀⼦⽹在交换机上传输⽆须经过路由器,若跨⼦⽹传输数据时就要通过交换机与路由器了。⽆线路由器能接收发送给⼦⽹的数据包,也能接收发往外⽹的数据包。当接收到⼦⽹的数据包,⽆线路由器只起到交换机的作⽤;当接收到发往外⽹的数据包,通过NAT协议发送出去。

本文发布于:2024-09-24 01:13:16,感谢您对本站的认可!

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