Способы назначения mac адресов

MAC адрес устройства — что такое MAC адрес и его особенности

При создании самой распространенной на сегодняшний день технологии связи Ethernet была заложена необходимость присваивать каждому физическому устройству специальный номер. Он должен быть уникальным и прописываться в аппарате в процессе его изготовления. Именно этот персональный идентификатор, который есть у каждого аппарата, подключаемого к компьютерной сети, называется MAC-адрес.

Что такое MAC-адрес

MAC – это аббревиатура, которая расшифровывается как Media Access Control и представляет собой индивидуальный физический адрес оборудования – номер, состоящий из двенадцати букв и цифр. Он занимает шесть байт (48 бит) в памяти электронного аппарата.

Обычно идентификатор записываться через двоеточие, в следующем виде: АА:12:BB:00:34:СС. Некоторые производители используют запись АА-12-BB-00-34-СС или даже аа12.bb00.34cc.

Уникальность номера гарантируется широким диапазоном адресов, в который входит 2 48 или около 281,5 триллиона индивидуальных идентификаторов. На сегодняшний день задействовано порядка пятисот миллионов номеров, что составляет меньше одного процента от всего доступного их количества. Поэтому проблема исчерпания адресов еще долго не будет актуальной.

MAC-адрес используется для распознавания устройств в сети и позволяет однозначно определить точку доступа, узел связи, единицу оборудования, которой предназначен пакет данных. Эта функция дает возможность достоверно выяснить место назначения для каждого фрейма, что не только упрощает процедуру передачи информации, но и делает ее более надежной.

На заре компьютерной эры MAC-адреса прошивались в ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) оборудования без возможности модификации. Сейчас идентификатор, хоть и аппаратно задается при производстве устройства на заводе изготовителе, но если возникает необходимость его заменить, то это можно сделать программно. Для сетевой карты компьютера или ноутбука это не сложно осуществить средствами операционной системы.

На каких устройствах используется MAC-адрес

Маршрутизация сети построенной по технологии Ethernet осуществляется на основе MAC-адресов. Они используются при подключении не только по проводным каналам, но и с помощью беспроводной связи Wi-Fi и Bluetooth. Индивидуальный физический адрес необходим, чтобы устройства «видели» друг-друга внутри сети и могли осуществить передачу информации, сделав привязку каждого пакет данных к конкретному аппарату.

Поэтому все виды оборудования, предназначенного для работы в сети Ethernet, Wi-Fi и Bluetooth имеют вшитый в них MAC-адрес. К устройствам, которым он необходим, относятся модемы, роутеры, маршрутизаторы, сетевые карты.

Выяснить MAC-адрес не сложно программными средствами. Проще всего узнать его для сетевых карт, встроенных в компьютер, ноутбук. Для этого используется интерфейс операционной системы Windows. Необходимо зайти в раздел «Сетевые подключения» (это можно сделать через «Панель управления», далее «Сеть и Интернет»). Затем левой кнопкой мыши следует дважды кликнуть по активному подключению. В открывшемся окне выбрать «Сведения…». Это один из многих способов, доступных в данной операционной системе.

Наиболее универсальный метод, позволяющий узнать физический адрес устройств в сети, к которой подключен компьютер, доступен при использовании командной строки. В актуальных версиях Windows она вызывается, если нажать клавиши Win+R и выполнить команду cmd. Далее следует ввести ipconfig /all. Тут же на экране появится информация по всем сетевым устройствам компьютера. В поле с названием «Физический адрес» будет доступен искомый идентификатор. Также в командной строке можно применить getmac /v /fo list. В ОС Linux, если зайти в терминал, то необходимые MAC-адреса выдаст команда ifconfig -a | grep HWaddr.

Назначение MAC-адреса и место его хранения

Фактически, каждое сетевое устройство имеет собственный уникальный MAC-адрес, который не повторяет. Однако возможность переназначать идентификаторы может привести к тому, что адреса на разных аппаратах совпадут. Проблемы нет до тех пор, пока устройства не окажутся в одной сети, в этом случае могут начаться сбои начнут теряться пакеты данных, либо оборудование с одинаковыми адресами и вовсе не сможет работать, ведь сетевые устройства не будут знать какому конкретному получателю предназначен фрейм.

Основное назначение MAC-адреса – определение конечный пункт передачи пакетов данных. На практике же уникальные идентификаторы также применяют в следующих целях:

• Защита доступа. Например, в сетях Wi-Fi можно запретить подключение постороннего оборудования, создав перечень устройств, которым позволено заходить в сеть. Теперь использовать беспроводную связь смогут только те гаджеты, чей MAC-адрес внесен в разрешительный список;
• Для выявления нужного устройства при ремонте сети. Знание уникального идентификатора, позволит упростить обслуживание и наладку сети. Так, в случае сбоев, диагностика покажет проблемный узел, а определение MAC-адреса устройства даст возможность быстро найти его физическое местоположение и произвести замену;
• Для контроля использования сети. Например, предоставление доступа к Wi-Fi в общественных местах может быть ограничено по времени. Что реализуется с помощью наблюдения за длительностью подключения устройств, которые идентифицируются по их уникальным MAC-адресам;

Место хранения физического идентификатора – память, доступной только для чтения, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). Это позволяет уберечь его от утери вследствие намеренной или случайной перезаписи. Однако, существует возможность заменить MAC-адрес. Интерфейс как операционных систем компьютера, так и специальное ПО роутера, маршрутизатора, другого настраиваемого сетевого оборудования предоставляют достаточный набор программных инструментов для замены MAC-адреса.

Присвоенный пользователем или программой номер станет применяться устройством, как более приоритетный, но прежний идентификатор никуда не денется и, может впоследствии быть как прочитан, так и восстановлен.

Структура MAC-адреса

Каждый знак цифро-буквенного номера MAC-адреса имеет своё определенное значение. Последние три байта, знаки с 7 по 12, называются NIC Specific – это оригинальный идентификатор конкретного устройства. Эта часть номера задается производителем и для каждой единицы оборудования имеет свое неповторяющееся значение.

Другие три байта, первые, – это OUI – уникальный номер, который указывает на организацию, изготовившую данную сетевую плату, роутер, иной аппарат. С помощью этой части номера можно всегда точно установить производителя.

При анализе структуры MAC-адреса вместо наименования «байт» чаще используется термин «октет». Здесь так называется каждая отдельная пара знаков, разделенная двоеточием или тире. В общем случае, «октет» является синонимом термина «байт» и означает восемь бит, то есть двоичных разрядов. Всего в MAC-адресе шесть октетов, в каждый из которых входит по два значимых символа.

Как присваивается уникальный идентификатор

Регистрирующим комитетом международной организацией IEEE для каждой компании, выпускающей сетевое оборудование, выделяется определенный диапазон адресов. Три старших байта MAC-адреса применяются для идентификации производителя и называются OUI, что расшифровывается как Organizational Unique Identifier – уникальный номер изготовителя. Таким образом, по первым шести знакам MAC-адреса можно определить какая фирма сделала тот или иной модем, сетевую карту или другое устройство предназначенное для работы в сети.

Последние три байта (октета) назначаются на усмотрение изготовителя сетевого оборудования в соответствии с внутренним регламентом компании. Некоторые фирмы генерируют их случайным образом. Так поступают, например, Qualcomm и MediaTek. Однако, фирма-производитель должна обеспечить уникальность каждого MAC-адреса, исключив возможность дублирования.

Особенности MAC-адресов

Каждая локальная сеть содержит список MAC-адресов и соответствующие им IP. Информация находится в ARP-таблице. Если в данной паре отсутствует MAC-адрес, то в сеть уходит широкополосный запрос и с устройства с заданным IP приходит ответ с указанием его уникального физического номера. Номер заносится в таблицу и только после этого на адрес начинают отправляться пакеты данных.

Принцип построения

В основе построения MAC-адреса – разделение на две части: код фирмы-изготовителя и уникальный идентификатор конкретной единицы оборудования. К особенностям структуры можно отнести значение, которое имеют седьмой и восьмой биты если считать от начала. Если следовать нумерации, то они считаются нулевым и первым – здесь следует пояснить, что чтение бит происходит в обратном порядке, поэтому и нумерация задана наоборот – от конца к началу.

Нулевой бит определяет характер передачи данных: для одного устройства или для группы. Значение «1» – показывает, что адресат группа устройств. «0» – передача данных осуществляется для одного аппарата.

Первый бит отвечает за способ задания адреса. Если его значение «1», то это показывает, что MAC-адрес является установленным вручную (изменен программно). «0» говорит о том, что идентификатор – уникальный номер, полученный на заводе и прошитый в постоянной памяти устройства.

Рандомизация

Существуют ситуации, когда MAC-адрес аппарата – в первую очередь это касается персональных мобильных устройств (смартфонов) – отслеживается различными организациями и службами. Обычно сбор данных объясняется желанием предоставлять услуги более высокого качества, однако многие считают это вмешательством в частную жизнь. Поэтому приобрели популярность специальные программы, которые позволяют автоматически изменять значение MAC-адреса при каждом внешнем его сканировании, а также при рассылке широковещательных запросов при поиске беспроводных сетей.

Устройства Apple, а также гаджеты работающие под управлением Windows 10 получили возможность рандомизации MAC-адреса за счет ресурсов операционной системы. Внедрение данного ПО позволяет уменьшить вероятность того, что устройство будет отслеживаться третьими лицами.

MAC-адрес – необходимое звено архитектуры компьютерных сетей. Существует множество вариантов его использования. MAC-адрес широко применяется для идентификации оборудования при обмене информацией. Умение изменять уникальный номер, чтобы скрыть его реальное значение, стало важным навыком в повседневной жизни. Оно необходимо в случаях, когда требуется повышенная конфиденциальность при подключении к сетям общего пользования.

Источник

Артём Санников

Языки программирования

Базы данных

Программное обеспечение

Операционные системы

Мобильная разработка

Менеджеры пакетов

Сетевые технологии

CMS системы

Математика

SEO продвижение

Социальные сети

Психология

Хостинг провайдер

Смартфоны

Таблица MAC-адресов. Получение информации о MAC-адресах. CCNA Routing and Switching.

Коммутатор создает таблицу MAC-адресов динамически, проверяя MAC-адрес источника в кадрах, принимаемых портом. Он пересылает кадры на основе совпадения между MAC-адресом назначения в кадре и записью в таблице MAC-адресов.

При каждом поступлении кадра Ethernet в коммутатор выполняется следующий процесс.

Получение информации: проверка MAC-адреса источника

Рисунок 1 — Получение информации: проверка MAC-адреса источника.

При каждом поступлении кадра в коммутатор выполняется проверка на наличие новой информации. Проверяются MAC-адрес источника, указанный в кадре, и номер порта, по которому кадр поступает в коммутатор.

• Если MAC-адрес источника отсутствует, он добавляется в таблицу вместе с номером входящего порта. В примере на рисунке 1 компьютер PC-A отправляет кадр Ethernet компьютеру PC-D. Коммутатор добавляет MAC-адрес компьютера PC-A в таблицу.
• Если MAC-адрес источника уже существует, коммутатор обновляет таймер обновления для этой записи. По умолчанию в большинстве коммутаторов Ethernet данные в таблице хранятся в течение 5 минут.

Примечание: Если MAC-адрес источника указан в таблице, но с другим портом, коммутатор считает эту запись новой. Запись заменяется на тот же MAC-адрес, но с более актуальным номером порта.

Пересылка: проверка MAC-адреса назначения

Рисунок 2 — Пересылка: проверка MAC-адреса назначения.

Если MAC-адрес назначения является индивидуальным адресом, коммутатор ищет совпадение между MAC-адресом назначения в кадре и записью в таблице MAC-адресов.

• Если MAC-адрес назначения есть в таблице, коммутатор пересылает кадр через указанный порт.
• Если MAC-адреса назначения нет в таблице, коммутатор пересылает кадр через все порты, кроме входящего порта. Эта ситуация называется «неизвестный индивидуальный адрес» (unknown unicast). Как показано на рисунке 2, в таблице коммутатора нет MAC-адреса назначения для компьютера PC-D, поэтому он пересылает кадр через все порты, кроме порта 1.

Примечание: Если MAC-адрес назначения является широковещательным или групповым адресом, коммутатор также пересылает кадр через все порты, кроме входящего порта.

Источник: Академия Cisco.

Другие статьи из категории «CCNA: Introduction to Networks»

Источник

MAC-адрес: разбираемся что это такое и с чем его едят

MAC адреса используются на канальном уровне модели взаимодействия открытых систем на одноименном подуровне этой модели, подуровне MAC. Расшифровывается, как Media Access Control — подуровень управления доступом к среде. Именно этот подуровень используется если в среде передачи данных находится несколько компьютеров и других устройств.

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Если у нас в канале связи несколько устройств, то нам необходимо понять к какому именно устройству передавать данные, именно для этой цели и используются МАК адреса.

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

С помощью них мы понимаем к кому конкретно предназначены те, или иные данные. Мак адреса регламентированы IEEE 802. В эту группу входит большое количество стандартов локальных сетей, наиболее популярные Ethernet и Wi-Fi. Они используют МАК адреса, длина mac адреса 6 байт (48 бит). Записывается МАК адрес следующим образом:

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

• 1C-75-08-D2-49-45
• 1C:75:08:D2:49:45

Это шесть шестнадцатеричных чисел разделенных либо двоеточиями либо тире.

p, blockquote 5,0,1,0,0 —>

Типы MAC-адресов

Есть три вида адресов:

p, blockquote 6,0,0,0,0 —>

• Индивидуальный (unicast);

Когда вы передаете данные на индивидуальный мак адрес, то эти данные получает только один компьютер подключенный к сети. 30-9C-23-15-E8-8C

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

• Групповой (multicast, первый бит старшего байта адреса равен 1);

Если передаем данные на групповой мак-адрес, то эти данные получают компьютеры, которые входят в группу. На этих компьютерах должен быть настроен прием данных по этому групповому MAC-адресу. Для того чтобы указать, что МАК адрес является групповым, используется первый бит старшего байта, и этот бит должен быть равен единице. 01-80-С2-00-00-08 Первый бит означает младший, поэтому 0 1.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

• Широковещательный (broadcast, все 1);

Это адрес состоящий из всех битовых единиц. В шестнадцатеричном виде он записывается вот так FF-FF-FF-FF-FF-FF. Когда данные отправляются на такой адрес их принимают все компьютеры в сети.

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

Уникальность MAC-адресов

Мак адреса должны быть уникальны в сети, иначе мы не поймем какое устройство должно принимать эти данные. Если в одном сегменте сети есть несколько устройств с одним и тем же мак адресом, то какое-то из этих устройств работать не будет. Какое именно? Не регламентируется, возможно не будут работать оба. Поэтому важно, чтобы мак адреса в одном сегменте сети не повторялись.

p, blockquote 10,1,0,0,0 —>

Способы назначения

Централизованный, который используется по умолчанию. Мак адрес записывается производителем оборудования в каждый сетевой адаптер. При этом есть четкие правила, которые описывают, как производители должны это делать. Они содержатся в стандарте семейства IEEE 802.

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

Локальный — адреса назначаются вручную администратором сети, при этом уже сам администратор отвечает за то, чтобы адреса в сегменте сети не повторялись.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Для того чтобы понять какой способ назначения МАК адресов используется служит второй бит старшего байта MAC-адреса. Если в этом бите 0, то адрес назначен централизованно. Администратором сети, которые назначают мак адрес вручную, рекомендуется в этом бите записывать 1. Однако, это делать не обязательно и проконтролировать администраторов никто не может. Если админ записал во второй бит старшего макадреса 0, то адрес все равно будет работать.

p, blockquote 13,0,0,0,0 —>

Как обеспечивается, то что при централизованном назначении mac адресов, мак адреса во всем мире не повторяются. Для этого реализована иерархическая схема. Мак адрес разделен на две части:

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Первые 3 байта — уникальный идентификатор организации (Organizationally Unique Identifier, OUI), выдаются IEEE производителям оборудования.

p, blockquote 15,0,0,1,0 —>

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

• 00:00:0С — Cisco
• 00:02:B3 — Intel
• 00:04:AC — IBM

Последние 3 байта назначаются производителем оборудования по собственному усмотрению. Производитель оборудования должен гарантировать, что эти 3 байта уникальны.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Как посмотреть MAC-адрес компьютера

Через командную строку в Windows — ipconfig/all и в Linux — ifconfig или ip с параметром link. Также можно посмотреть через графический интерфейс свойств сети.

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

p, blockquote 19,0,0,0,0 —>

Заключение

MAC-адреса это адреса канального уровня, они определяют к какому именно устройству на канальном уровне предназначены данные. Мак адреса должны быть уникальны в пределах одного сегмента сети, иначе мы не сможем понять к какому устройству нужно отправить данные.

p, blockquote 20,0,0,0,0 —> p, blockquote 21,0,0,0,1 —>

Источник