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以太网扫盲——MAC地址介绍

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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。

注:例如,Lattice的地址为00-D0-BD。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)。

注:详细信息请参考:http://standards.ieee.org/develop/regauth/oui/oui.txt


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。如下图所示:

1.png

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。

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。如下图所示:

2.png

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。

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。


此外,还有一些特殊的专用MAC地址,具体请查阅:https://standards.ieee.org/products-services/regauth/grpmac/public.html