计算机网络学习(八)——MAC

一、MAC

在计算机网络中,MAC(Media Access Control,媒体访问控制)地址数据链路层的重要概念 ,它用于唯一标识网络中的设备,并且在局域网(如以太网)中发挥关键作用。

MAC 是硬件地址,也称为物理地址或链路地址,用于在同一链路层中唯一标识网络接口(如网卡)。

  • 是网卡出厂时烧录的一个唯一标识;
  • 用于局域网中设备的识别与通信;
  • 与 IP 地址不同,MAC 地址与设备硬件绑定,不能跨网络路由

二、MAC 地址的结构

MAC 地址是 48 位(6 字节) ,常以十六进制表示,
由两部分构成:

字节位置 字节数 名称 说明
前 3 字节 24 位 OUI(组织唯一标识符) 由 IEEE 分配给制造商(如 Intel、Cisco)
后 3 字节 24 位 NIC-specific(设备序列号) 由厂商自定义,唯一标识该设备

示例:

复制代码
00:1A:2B:3C:4D:5E
└──┬──┘ └───┬───┘
  OUI    设备序列号
  • 00:1A:2B 是某个厂商分配的 OUI(如 Intel);
  • 3C:4D:5E 是该厂商生成的设备唯一编号。

三、MAC 地址的分类

类型 说明
单播地址(Unicast) 表示发送给某一个设备
广播地址(Broadcast) FF:FF:FF:FF:FF:FF,表示发送给所有设备
多播地址(Multicast) 表示发送给一组设备,首字节的最低位为 1
本地管理地址 可以由用户或软件自定义,区别于全球唯一地址(由IEEE分配)

四、MAC vs IP

比较项 MAC 地址 IP 地址
层级 数据链路层(第二层) 网络层(第三层)
范围 仅在本地网络有效 可跨网络传输
分配方式 由设备厂家出厂时指定 通常由网络管理员或 DHCP 分配
是否唯一 全球唯一(OUI + 序列号) 网络内唯一(可变动)

在以太网通信中,IP 是逻辑地址,而 MAC 是物理地址,设备实际是通过 MAC 通信的。

五、ARP 协议:桥梁作用

ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议) 是 TCP/IP 协议族中的一个核心协议,工作在 数据链路层与网络层之间,用于将 IP 地址解析为对应的 MAC 地址,是局域网通信中不可缺少的协议。

举例:

主机 A 想向 192.168.1.5 发送数据,但不知道它的 MAC 地址 → 使用 ARP 请求来获取。

ARP 工作流程(请求-响应机制):

  1. 发送请求(ARP Request):

    • 主机 A 构造一个广播帧,询问"谁是 192.168.1.5?";
    • MAC 目标地址:FF:FF:FF:FF:FF:FF(广播);
    • 包含发送方的 IP 和 MAC 地址。
  2. 接收响应(ARP Reply):

    • 目标主机 B 收到请求,发现目标 IP 是自己 → 回复包含自身 MAC 地址的应答帧(单播给 A)。
  3. 更新缓存

    • A 收到响应后,将 B 的 IP 与 MAC 的映射关系缓存到 ARP 缓存表(ARP Cache)

六、MAC 地址与交换机

  • 交换机是工作在数据链路层的设备;
  • 它通过学习 MAC 地址表(MAC → 端口)转发数据;
  • 当接收到一个帧时,交换机会查找目标 MAC 所在端口,仅将数据转发到该端口(而非广播);
  • 若未知地址,则广播该帧。

七、MAC 伪装与安全问题

虽然 MAC 地址理论上是固定的,但它可以被修改(伪装):

行为 说明
MAC 伪装 修改本机 MAC 地址,使其看起来像另一个设备
ARP 欺骗 伪造 ARP 响应,冒充网关等设备,实现中间人攻击
防范手段 静态 ARP 表、防ARP欺骗软件、网络访问控制(NAC)
相关推荐
梦境虽美,却不长14 小时前
算法 学习 排序 2025年6月16日10:25:37
数据结构·学习·排序算法
speop15 小时前
【datawhale组队学习】共读AI新圣经
人工智能·学习
羑悻的小杀马特15 小时前
从信息孤岛到智能星云:学习助手编织高校学习生活的全维度互联网络
c++·学习·生活·api
Chef_Chen2 天前
从0开始学习语言模型--Day02-如何最大化利用硬件
人工智能·学习·语言模型
LuLaLuLaLeLLLLLL2 天前
Elastic Search 学习笔记
笔记·学习
Jack魏2 天前
React学习001-创建 React 应用
前端·学习·react.js
武昌库里写JAVA2 天前
【微服务】134:SpringCloud
java·开发语言·spring boot·学习·课程设计
Cachel wood2 天前
后端开发:计算机网络、数据库常识
android·大数据·数据库·数据仓库·sql·计算机网络·mysql
暗离子跃迁2 天前
达梦数据库单机部署dmhs同步复制(dm8->kafka)
linux·运维·数据库·分布式·学习·kafka·达梦数据库
Chef_Chen2 天前
从0开始学习R语言--Day24--稀疏建模
学习