Co je přesně použita MAC adresa?

Každý kus hardwaru v místní síti má adresu MAC kromě adresy IP, která jí byla přidělena místním směrovačem nebo serverem. Co přesně je tato MAC adresa pro?

Dnešní zasedání Otázky a odpovědi nás přichází s laskavým svolením SuperUser - podřízené rozdělení Stack Exchange, které je založeno na komunitě prostřednictvím skupin webových stránek.

Otázka

Čtečka SuperUser Vishnu Vivek je zvědavá na MAC adresy a jejich funkci:

Rozumím, že adresy IP jsou hierarchické, takže směrovače v celém internetu vědí, jakým směrem předat paket. S MAC adresami neexistuje žádná hierarchie a posílání paketů by tedy nebylo možné. MAC adresy se proto nepoužívají pro přenos paketů.

Nemyslím si, že tam sedí bez důvodu. Takže můj dotaz je, kam přesně přichází MAC adresa během herního přenosu?

Kde opravdu? Jaká je specifická funkce adresy MAC?

Odpověď

Sponzor SuperUser Werner Henze nabízí nějaký pohled na funkci MAC adresy:

Na co se používají MAC adresy?

MAC adresy jsou základy nízké úrovně, díky nimž síť Ethernet funguje.

Síťové karty mají vždy jedinečnou MAC adresu. Pakety odesílané na ethernetu přicházejí vždy z adresy MAC a odesílají se na MAC adresu. Pokud síťový adaptér přijímá paket, srovnává adresu MAC adresy paketu s vlastní MAC adresou adaptéru. Pokud se adresy shodují, paket zpracovává, jinak je vyřazen.

Existují speciální adresy MAC, jeden je např. Ff: ff: ff: ff: ff: ff, což je adresa vysílání a adresy každého síťového adaptéru v síti.

Jak IP adresy a MAC adresy spolupracují?

IP je protokol, který se používá na vrstvě nad ethernetovou sítí. Jiným protokolem by byl například IPX.

Pokud chce počítač odeslat paket na některou adresu IP x.x.x.x, pak první kontrola je, zda je cílová adresa ve stejné síti IP jako samotný počítač. Pokud je x.x.x.x ve stejné síti, cílová IP adresa může být dosažena přímo, jinak paket musí být odeslán do konfigurovaného směrovače.

Zdá se, že až dosud se věci zhoršily, protože nyní máme dvě adresy IP: jedna je původní adresa IP paketu, druhá je IP zařízení, ke které bychom měli poslat paket (další hop, buď konečný cíl nebo směrovač).

Vzhledem k tomu, že ethernet používá MAC adresy, musí odesílatel získat MAC adresu dalšího hopu. Existuje speciální protokol ARP (protokol rozlišení adres), který je pro něj používán. Jakmile odesílatel načte adresu MAC dalšího hopu, zapíše tuto adresu MAC do paketu a odešle paket.

Jak funguje ARP?

ARP samotný je protokol nad ethernet, jako IP nebo IPX. Když zařízení chce znát adresu MAC pro danou adresu IP, pošle paket na vysílanou MAC adresu s dotazem "Kdo má IP adresu yyyy?" Všechna zařízení obdrží tento paket, ale pouze ten s adresou IP rrrr bude reagovat s paketem "To jsem já." Požadované zařízení obdrží odpověď a nyní ví, že MAC adresa zdroje je správná MAC adresa, kterou chcete použít. Samozřejmě výsledek bude ukládán do mezipaměti, takže zařízení nemusí pokaždé vyřešit MAC adresu.

Směrování

Skoro jsem zapomněl zmínit: neexistuje směrování založené na adresách MAC. Adresy ethernetové sítě a MAC adresy nízké úrovně mohou dosáhnout pouze na všech zařízeních stejný sítě (kabelové nebo bezdrátové). Máte-li dvě sítě se směrovačem, nemůžete mít zařízení v síti A odeslat paket na MAC adresu zařízení v síti B. Žádné zařízení v síti A nemá MAC adresu zařízení v síti B, takže paket na tuto adresu MAC bude vyřazen všemi zařízeními v síti A (také směrovačem).

Směrování se provádí na úrovni IP. Stačí vidět, že router právě dělá to, co jsem popsal výše v části "Jak IP adresy a adresy MAC pracují společně?". Router přijímá pakety pro svou vlastní MAC adresu, ale pro jinou IP adresu. Poté zkontroluje, zda může přímo dosáhnout cílové IP adresy. Pokud ano, posílá paket na cíl. V opačném případě má samotný směrovač nakonfigurovaný směrovač proti směru dat a odesílá paket do tohoto směrovače.

Samozřejmě můžete nakonfigurovat více směrovačů. Váš domovský směrovač bude mít nakonfigurovaný pouze jeden upstream směrovač, ale na internetovém páteři mají velké směrovače velké směrovací tabulky, takže zná ty nejlepší způsoby pro všechny pakety.

Jiné případy použití pro MAC adresy

1. Síťové přepínače ukládají seznam adres MAC viděných na každém portu a posílají pouze pakety na porty, které potřebují k zobrazení paketu.
2. Bezdrátové přístupové body často používají MAC adresy pro řízení přístupu. Umožňují přístup pouze známým zařízením (adresa MAC je jedinečná a identifikuje zařízení) se správnou přístupovou frází.
3. Servery DHCP používají MAC adresu pro identifikaci zařízení a poskytnutí některých zařízení pevným adresám IP.

Musíte něco přidat k vysvětlení? Vypadněte v komentářích. Chcete se dozvědět více odpovědí od ostatních uživatelů technologie Stack Exchange? Podívejte se na celý diskusní příspěvek zde.