二层MAC地址介绍

目录

MAC地址介绍

MAC地址的组成

MAC地址分类

MAC地址的作用

二层交换机介绍

MAC地址表的定义

MAC地址表项类型

二层交换机对数据帧的处理动作


MAC地址介绍

MAC地址(Media Access Control Address),直译为媒体存取控制位地址

MAC地址的组成

MAC地址(物理地址、硬件地址、网卡地址)是48bit二进制的地址,不过一般用12个十六进制来标识,全球唯一;比如54-89-98-A1-19-93就是一个MAC地址

第7bit标识MAC地址范围:0标识广域地址  1标识区域地址

第8bit标识MAC地址为组播还是单播:0标识单播  1标识组播

前24bit是厂商识别码(只有单播MAC的前24bit是厂商识别码),用来标识是哪个厂商生产的网卡;每个网卡的前24bit都是唯一的

后24bit是由厂商给每个网卡进行分配;该厂商内每个网卡的MAC地址后24bit是唯一的,不同厂商网卡的MAC地址后24bit可以一致

MAC地址分类

单播MAC

第8bit为0的MAC地址为单播MAC(目的MAC为单播MAC,表示发往广播域内的某个主机)

xxxxxxx0 xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

例如:54-89-98-A1-19-93

组播MAC

第8bit为1的MAC地址为组播MAC(目的MAC为组播MAC,表示发往广播域内的某部分主机)

xxxxxxx1 xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

例如:55-89-98-A1-19-93

广播MAC

所有bit都为1的MAC地址为广播MAC地址(目的MAC为广播MAC,表示发往广播域内所有主机)

11111111 11111111 11111111 11111111 11111111 11111111

例如:FF-FF-FF-FF-FF-FF

MAC地址的作用

1、用来确认网络设备的位置,在网络中唯一标识一个网卡

一台设备如果有多个网卡,则每个网卡都会有一个唯一的MAC地址

2、用于网络节点之间的二层转发,即同网段到同网段互访是通过MAC地址实现的(以下举例说明)

各个接口(网卡)的MAC地址

12.0.0.1去访问12.0.0.2,数据包的封装格式如下

12.0.0.2回复12.0.0.1,数据包的封装格式如下,以此完成网络互访

3、当网络节点进行三层互访时,每跳与每跳之间都是通过MAC地址来进行转发的(以下举例说明)

查询路由表,找到对应目的地址的下一跳和出接口,然后将下一跳IP地址对应的的MAC地址封装为目的MAC地址,源MAC地址封装为自己出接口对应的MAC地址;

所以在三层转发时源目MAC会一直改变,但是源目IP不会改变

AR1的G0/0/0口、AR2的G0/0/0口MAC地址同上

AR2的G0/0/1口MAC地址

AR3的G0/0/1口MAC地址

AR1去访问AR3时,根据路由表将数据包通过G0/0/0口转给AR2,AR2再根据路由表将数据包通过G0/0/1口转给AR3

AR3回复AR1时,根据路由表将数据包通过G0/0/1口转给AR2,AR2再根据路由表将数据包通过G0/0/0口转给AR1


二层交换机介绍

二层交换机一般用于终端接入,通过MAC地址表来实现二层数据转发

MAC地址表的定义

MAC地址表记录了交换机学习到的其他设备的MAC地址与接口的对应关系,以及接口所属Vlan等信息设备在转发报文时,根据报文的目的MAC地址查询MAC地址表中此目标MAC的对应关系,从对应的接口转发(如果没有此目的MAC,则对此报文进行泛洪处理)

MAC地址表项类型

动态表项:通过识别端口接收到的报文中的源MAC地址学习获得,老化时间300s

静态表项:手工配置MAC地址与接口等的对应关系,不老化

黑洞表项:手工配置,丢弃特定源MAC或目标MAC,不老化

静态表项和动态表项可以覆盖动态表项(反过来不会覆盖)

二层交换机对数据帧的处理动作

二层交换机对数据帧主要有三种处理方式,分别为转发、泛洪、丢弃

转发(Forwarding)

目的MAC为单播MAC的数据帧从某个端口进入到交换机,如果MAC地址表有此目的MAC,则从对应的端口转发

泛洪(Flooding)

目的MAC为单播MAC的数据帧从某个端口进入到交换机,如果MAC地址表有无目的MAC(也就是未知单播帧),则将此数据帧发送到交换机的所有接口,也就是泛洪

目的MAC为广播MAC的数据帧从某个端口进入到交换机,直接将此数据帧泛洪

丢弃(Discarding)

目的MAC为单播MAC的数据帧从某个端口进入到交换机,如果MAC地址表中有此目的MAC,并且此目的MAC对应的端口为此单播帧进入的端口,则将此单播帧丢弃

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