关于MAC地址

一、MAC地址基础概念

1. 定义

   • MAC地址（Media Access Control Address）是网络设备在数据链路层的唯一物理标识符，固化在网卡（NIC）的ROM中。
   • 格式：48位（6字节）十六进制数，如 00:1A:2B:3C:4D:5E。

2. 核心特性

   • 唯一性：由IEEE统一分配前24位（OUI），厂商分配后24位。
   • 扁平化结构：无层次性，与IP地址的逻辑寻址形成对比。
   • 不可路由性：仅在本地网络（同一广播域）有效。

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二、MAC地址的核心作用

1. 局域网内设备寻址

   • 在以太网帧中标识源设备和目标设备。
   • 例：PC1发送数据给PC2时，帧头包含源MAC（PC1）和目标MAC（PC2）。

2. 帧的校验与传输控制

   • 通过FCS（帧校验序列） 确保数据完整性。
   • 配合CSMA/CD（以太网冲突检测机制）管理多设备访问。

3. ARP协议的桥梁作用

   • ARP（地址解析协议） 将IP地址映射为MAC地址，实现逻辑地址到物理地址的转换。
   • 流程：主机广播ARP请求 → 目标主机回复MAC地址 → 建立ARP缓存表。

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三、MAC地址的格式与分类

类型	格式示例	用途
单播地址	00:1A:2B:XX:XX:XX	指向单一设备（目标MAC=接收方）
广播地址	FF:FF:FF:FF:FF:FF	局域网内所有设备接收
组播地址	01:00:5E:XX:XX:XX	特定组设备接收（如视频流）

• OUI（组织唯一标识符）：前3字节由IEEE分配（如 00:1A:2B 属于Intel）。
• 扩展标识符：后3字节由厂商自定义。

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四、MAC地址工作流程（以局域网通信为例）

1. PC1向PC2发送数据包（已知PC2的IP）。
2. PC1检查ARP缓存：
   • 若存在PC2的IP-MAC映射，直接封装帧。
   • 若不存在，广播ARP请求（目标MAC=FF:FF:FF:FF:FF:FF）。
3. PC2回复ARP响应，携带自身MAC地址。
4. PC1封装帧：
   • 源MAC：PC1的地址
   • 目标MAC：PC2的地址
5. 交换机根据目标MAC转发帧到PC2的端口。

✅ 关键点：路由器隔离广播域，跨网络通信需依赖IP地址和网关。

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五、知识拓展：高级应用与安全问题

1. MAC地址克隆

   • 场景：ISP宽带绑定设备MAC地址。
   • 方案：在路由器中克隆PC的MAC地址以绕过限制。

2. MAC地址过滤

   • 无线安全：AP仅允许白名单MAC地址接入。
   • 局限性：MAC易伪造（通过ifconfig eth0 hw ether 00:11:22:33:44:55）。

3. 随机MAC地址（隐私保护）

   • 现代OS（iOS/Android/Windows）在连接WiFi时使用随机MAC，防止设备跟踪。

4. MAC泛洪攻击

   • 原理：攻击者发送大量虚假MAC地址填满交换机CAM表，迫使交换机进入广播模式（流量嗅探）。
   • 防御：端口安全（Port Security）限制MAC数量。