2.3　MAC地址

以太网数据链路层分为LLC子层和MAC子层。而MAC子层的MAC地址在二层数据传输中是非常重要的参数。

2.3.1　认识MAC地址

联网的设备都需要有一块网卡（网卡的存在形式不同），每块网卡都有一个唯一的网络节点地址，这个地址是网卡生产厂家在生产时烧入ROM（只读存储芯片）中的，叫作MAC地址（物理地址），且保证绝对不会出现重复地址。MAC地址可以在网络的详细信息中查看到，如图2-10所示。

MAC地址采用十六进制数表示，共6个字节（48位），如表2-1所示。其中，前三个字节是由IEEE的注册管理机构（RA）负责给不同厂家分配的代码（前24位），也称为“编制上唯一的标识符”，是需要购买的。后三个字节（后24位）由各厂家自行指派给生产的适配器接口，称为扩展标识符（唯一性）。一个地址块可以生成224个不同的地址。MAC地址实际上是适配器地址或适配器标识符EUI-48。

2.3.2　MAC地址帧格式

以太网的MAC帧格式有两种标准：DIX Ethernet V2标准以及IEEE的802.3标准。现在使用比较广泛的是DIX Ethernet V2标准，该标准规定的以太网的MAC帧格式如图2-11所示。

●　“目标MAC”地址和“源MAC”地址代表传输的数据帧的目标设备和源设备。

●　“类型”标识出上一层的协议，用于将IP数据报转交给上一层对应协议。

●　“IP数据报”是网络层使用的数据格式，也是数据链路层封装的内容。因为MAC帧的最大长度为64~1518B，所以数据报的最小长度为46B，最大为1500B。

●　“前同步码”的前7位起到迅速实现物理层比特同步的作用，1个帧起始定界符用来确定帧开始的位置。

2.3.3　MAC地址的作用

IP地址专注于网络层，负责将数据包从一个网络转发到另一个网络；而MAC地址专注于数据链路层，负责将一个数据帧从一个节点传送到相同链路的另一个节点。下面介绍MAC地址的作用。

1.标识主机

MAC地址是主机的网络标识，相当于某个人的身份证号，具有唯一性。而IP地址相当于此人现在居住的位置，是可以进行变化的。所以MAC地址代表该网络设备，便于数据的传送。

2.绑定端口

在局域网中，使用比较多的是二层网络设备，也就是二层交换机，其原理与MAC地址密切相关。交换机接收到数据包后，首先查阅MAC地址表，如图2-12所示。当MAC地址表中存在目标MAC地址及对应的端口时，直接将数据包发送到对应的端口，完成数据传递。因为这个机制，交换机的工作效率十分高。

3.数据转发

当数据包在网络上跨网段传输时，原IP地址和目标IP地址是不变的，但有可能每一次传递的设备是变化的。如同快递传输包裹，发货地和目的地是一定的，但是传递的路径，也就是发货后到哪个中转点是不确定的，要根据路由器的路由表确定。如图2-13所示，在路由器B确定了下一跳C的位置及其MAC地址后，修改数据包的MAC信息：这时的MAC地址就从MAC-A—MAC-B，变成了MAC-B—MAC-C。当数据包被C读取后，核对数据包中上一个节点和本节点的信息，确定传递是否正确，并修改包信息，进行下一步传递。