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