MAC地址知识介绍

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   MAC(Media Access Control)地址，或称为 MAC位址、硬件位址，用来定义网络设备的位置。在OSI模型中，第三层网络层负责 IP地址，第二层资料链接层则负责 MAC位址。因此一个主机会有一个IP地址，而每个网络位置会有一个专属于它的MAC位址。
MAC地址组成
   MAC地址由48比特长，12个的16进制数字组成，0到23位是厂商向IETF等机构申请用来标识厂商的代码，也称为“编制上唯一的标识符”（Organizationally Unique Identifier)，是识别LAN（局域网）结点的标志。MAC地址的24到47位由厂商自行分派，是各个厂商制造的所有网卡的一个唯一编号。在OSI模型中，第三层网络层负责 IP地址，第二层数据链路层则负责 MAC位址。因此一个网卡会有一个全球唯一固定的MAC地址，但可对应多个IP地址。第48位是组播地址标志位。
MAC地址作用
   MAC地址应用于局域网和广域网中的计算机之间的通信。在局域网中由于网络的结构相对要简单一些，所以很少涉及到三层交换机，也就是路由器，所以可以用来标识每台主机耳朵就只有MAC地址。而这种情况下交换机的每一个端口对应的就是一个MAC地址。当交换机收到数据包之后与自己的MAC表项进行比对，要是发现源主机和目的主机并不在同一个端口，而且MAC表项中没有对应的MAC地址的时候它就按照MAC地址表对数据包进行转发，要是MAC表项中没有对应的目的时候交换机就对所有的端口进行广播（除源端口）。
   如果要是广域网之间的计算机实现通信的话，就需要路由器。而路由器属于三层交换机，也就设计到了ISO七层模型中的网络层，涉及到了IP协议，所以在广域网的计算机之间的通信就要用到IP地址。在这个时候，MAC地址不仅有用，而且还有着极其重要的作用。在广域网中的一个主机希望把分组发送给另一个网络上的主机时，它首先要查询自己的路由表，找出到目的主机的下一跳的IP地址，而要仅仅想利用这个IP地址找到所对应的路由器或者主机时不够的，因为要想找到一个路由器的位置我们必须要知道它的物理地址，而源自物理地址的MAC地址就充当了一个找寻路由器的标识。所以我们必须要用到地址解析协议将对应的IP地址解析成MAC地址，然后利用MAC地址来找到路由器所在的物理位置，实现转发过程中的传送。然后重复：1、查找下一跳的IP地址；2、将IP地址解析成MAC地址；3、利用MAC地址将数据想下一跳的路由器传送。直到数据包到达目的主机为止。
IP与MAC的联系与区别
   IP地址，即指使用TCP/IP协议指定给主机的32位地址。IP地址由用点分隔开的4个8八位组构成，如192.168.0.1就是一个IP地址，这种写法叫点分十进制格式。IP地址由网络地址和主机地址两部分组成，分配给这两部分的位数随地址类（A类、B类、C类等）的不同而不同。网络地址用于路由选择，而主机地址用于在网络或子网内部寻找一个单独的主机。一个IP地址使得将来自源地址的数据通过路由而传送到目的地址变为可能。
　　现在有很多计算机都是通过先组建局域网，然后通过交换机和Internet连接的。给每个用户分配固定的IP地址，由管理中心统一管理，这样为了管理方便就需要使用MAC地址来标志用户，防止发生混乱，明确责任（比如网络犯罪）。另外IP地址和Mac地址是有区别的，虽然他们在局域网中是一一对应的关系。IP地址是跟据现在的IPv4标准指定的，不受硬件限制比较容易记忆的地址，而Mac地址却是用网卡的物理地址，多少与硬件有关系，比较难于记忆。
　　MAC地址的长度为48位（6个字节），通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用冒号隔开，如：08:00:20:0A:8C:6D就是一个MAC地址，其中前6位16进制数08:00:20代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE分配，而后3位16进制数0A:8C:6D代表该制造商所制造的某个网络产品的系列号。每个网络制造商必须确保它所制造的每个以太网设备都具有相同的前三个字节以及不同的后三个字节。这样就可保证世界上每个以太网设备都具有唯一的MAC地址。
　　IP地址和MAC地址共存的必要性，主要原因有以下几点：（1）IP地址的分配是根据网络的拓朴结构，而不是根据谁制造了网络设置。若将高效的路由选择方案建立在设备制造商的基础上而不是网络所处的拓扑位置基础上，这种方案是不可行的。（2）当存在一个附加层的地址寻址时，设备更易于移动和维修。（3）无论是局域网，还是广域网中的计算机之间的通信，最终都表现为将数据包从某种形式的链路上的初始节点出发，从一个节点传递到另一个节点，最终传送到目的节点。数据包在这些节点之间的移动都是由ARP负责将IP地址映射到MAC地址上来完成的。