Tweet
Địa chỉ MAC
Địa chỉ MAC
Địa chỉ MAC xác định duy nhất một giao diện NIC của một thiết bị. Nó được sử dụng làm địa chỉ lớp liên kết cho các công nghệ như Ethernet, Wi-Fi và Bluetooth để giao tiếp trong một phân đoạn mạng. Địa chỉ MAC cung cấp phương tiện mà dữ liệu được dẫn đến thiết bị đích thích hợp. Địa chỉ MAC của một thiết bị là một địa chỉ được mã hóa cứng vào NIC, vì vậy địa chỉ MAC còn được gọi là địa chỉ vật lý hoặc địa chỉ ghi trong hoặc địa chỉ phần cứng Ethernet. Địa chỉ MAC được biểu thị dưới dạng các nhóm chữ số thập lục phân được tổ chức theo cặp hoặc quads.
Có các định dạng hiển thị khác nhau cho địa chỉ MAC, bao gồm:
• 0000.0c43.2e08
• 00: 00: 0c: 43: 2e: 08
• 00-00-0C-43-2E-08
Lưu ý
Hệ thập lục phân (thường được gọi đơn giản là hex) là một hệ thống đánh số với cơ số là 16. Điều này có nghĩa là nó sử dụng 16 ký hiệu duy nhất làm chữ số. Hệ thập phân mà bạn sử dụng hàng ngày có cơ số là 10, có nghĩa là nó bao gồm 10 ký hiệu duy nhất, từ 0 đến 9. Các ký hiệu hợp lệ trong hệ thập lục phân là 0,1, 2, 3, 4, 5, 6 , 7, 8, 9, A, B, C, D, E và F. Trong hệ thập phân, A, B, C, D, E và F lần lượt bằng 10, 11, 12, 13, 14 và 15 . Mỗi chữ số thập lục phân dài 4 bit vì nó cần 4 bit trong hệ nhị phân để đếm đến 15. Vì địa chỉ MAC bao gồm 12 chữ số thập lục phân nên nó dài 48 bit. Các chữ cái A, B, C, D, E và F có thể là chữ hoa hoặc chữ thường.
Địa chỉ MAC bao gồm 12 số thập lục phân, có nghĩa là nó có 48 bit. Có hai thành phần chính của địa chỉ MAC. 24 bit đầu tiên cấu thành Mã nhận dạng duy nhất của tổ chức (OUI). 24 bit cuối cùng tạo thành địa chỉ trạm cuối do nhà cung cấp chỉ định.
•24-bit UOI: OUI xác định nhà sản xuất NIC. IEEE quy định việc ấn định các số OUI. Trong OUI, có 2 bit chỉ có ý nghĩa khi được sử dụng trong trường địa chỉ đích:
1. Bit quảng bá hoặc bit đa hướng: Khi bit ít quan trọng nhất trong octet đầu tiên của địa chỉ MAC là 1, nó cho biết với giao diện nhận rằng khung được dành cho tất cả (quảng bá) hoặc một nhóm các trạm cuối (đa hướng) trên Phân đoạn mạng LAN. Bit này được gọi là bit địa chỉ Cá nhân / Nhóm (I / G).
2. Bit địa chỉ được quản lý cục bộ: Bit ít quan trọng thứ hai của bộ tám đầu tiên của địa chỉ MAC được gọi là bit địa chỉ được quản lý toàn cầu hoặc cục bộ (U / L). Thông thường, sự kết hợp giữa OUI và địa chỉ trạm 24 bit là duy nhất trên toàn cầu. Tuy nhiên, nếu địa chỉ được sửa đổi cục bộ, bit này phải được đặt thành 1.
• Địa chỉ trạm cuối 24-bit, do nhà cung cấp chỉ định: Phần này xác định duy nhất phần cứng Ethernet.
Chuyển đổi Frame
Bộ chuyển mạch xây dựng và duy trì một bảng, được gọi là bảng địa chỉ MAC, phù hợp với địa chỉ MAC đích với cổng được sử dụng để kết nối với một nút. Bảng địa chỉ MAC được lưu trữ trong bộ nhớ địa chỉ nội dung (CAM), cho phép tra cứu rất nhanh. Do đó, bạn có thể thấy bảng địa chỉ MAC của công tắc được gọi là bảng CAM.
Đối với mỗi frame đến, địa chỉ MAC đích trong tiêu đề khung được so sánh với danh sách địa chỉ trong bảng địa chỉ MAC. Sau đó, các Switch sử dụng địa chỉ MAC khi chúng quyết định xem có lọc, chuyển tiếp hay làm ngập các frame hay hay không. Khi địa chỉ MAC đích của một khung unicast đã nhận nằm trên cùng một cổng chuyển mạch với nguồn, Switch sẽ loại bỏ frame, đây là một hành vi được gọi là lọc. Làm ngập có nghĩa là Switch gửi frame đến đến tất cả các cổng đang hoạt động, ngoại trừ cổng mà nó đã nhận khung.
Bộ chuyển mạch tạo và duy trì bảng địa chỉ MAC bằng cách sử dụng địa chỉ MAC nguồn của các frame đến và số cổng mà qua đó frame đã nhập vào Switch. Nói cách khác, một frame học cấu trúc liên kết mạng bằng cách phân tích địa chỉ nguồn của các frame đến từ tất cả các mạng được đính kèm.
Quy trình dưới đây mô tả một ví dụ cụ thể, khi PC A gửi một khung đến PC B và công tắc bắt đầu với một bảng địa chỉ MAC trống.
Bộ chuyển mạch thực hiện các hành động học (learning) và chuyển tiếp(forward) (bao gồm cả trong các tình huống khác với ví dụ được giải thích ở trên), chẳng hạn như:
• Learning: Khi switch nhận được frame, nó sẽ kiểm tra địa chỉ MAC nguồn và số cổng đến. Nó thực hiện một trong các hành động sau tùy thuộc vào việc địa chỉ MAC có trong bảng địa chỉ MAC hay không:
1. Không: Thêm địa chỉ MAC nguồn và số cổng vào bảng địa chỉ MAC và khởi động bộ đếm thời gian 300 giây mặc định cho địa chỉ MAC này.
2. Có: Đặt lại bộ hẹn giờ 300 giây mặc định.
Lưu ý
Khi bộ đếm thời gian hết hạn, mục nhập địa chỉ MAC sẽ bị xóa khỏi bảng địa chỉ MAC.
• Chuyển tiếp frame Unicast: Bộ chuyển mạch kiểm tra địa chỉ MAC đích và nếu nó là unicast (nghĩa là đến một đích duy nhất), switch sẽ thực hiện một trong các hành động sau tùy thuộc vào địa chỉ MAC có trong bảng địa chỉ MAC hay không:
1. Không: Chuyển tiếp frame ra tất cả các cổng ngoại trừ cổng đến (được gọi là unicast không xác định).
2. Có: Chuyển tiếp frame ra khỏi cổng mà địa chỉ MAC đó đã được học trước đó.
• Chuyển tiếp frame phát hoặc đa hướng: Bộ chuyển mạch kiểm tra địa chỉ MAC đích và nếu nó là broadcast hoặc multicast, chuyển tiếp frame ra tất cả các cổng ngoại trừ cổng đến (trừ khi sử dụng Giao thức quản lý nhóm Internet (IGMP) với multicast, trong trường hợp đó, nó sẽ chỉ gửi khung đến các cổng cụ thể).
Địa chỉ MAC xác định duy nhất một giao diện NIC của một thiết bị. Nó được sử dụng làm địa chỉ lớp liên kết cho các công nghệ như Ethernet, Wi-Fi và Bluetooth để giao tiếp trong một phân đoạn mạng. Địa chỉ MAC cung cấp phương tiện mà dữ liệu được dẫn đến thiết bị đích thích hợp. Địa chỉ MAC của một thiết bị là một địa chỉ được mã hóa cứng vào NIC, vì vậy địa chỉ MAC còn được gọi là địa chỉ vật lý hoặc địa chỉ ghi trong hoặc địa chỉ phần cứng Ethernet. Địa chỉ MAC được biểu thị dưới dạng các nhóm chữ số thập lục phân được tổ chức theo cặp hoặc quads.
Có các định dạng hiển thị khác nhau cho địa chỉ MAC, bao gồm:
• 0000.0c43.2e08
• 00: 00: 0c: 43: 2e: 08
• 00-00-0C-43-2E-08
Lưu ý
Hệ thập lục phân (thường được gọi đơn giản là hex) là một hệ thống đánh số với cơ số là 16. Điều này có nghĩa là nó sử dụng 16 ký hiệu duy nhất làm chữ số. Hệ thập phân mà bạn sử dụng hàng ngày có cơ số là 10, có nghĩa là nó bao gồm 10 ký hiệu duy nhất, từ 0 đến 9. Các ký hiệu hợp lệ trong hệ thập lục phân là 0,1, 2, 3, 4, 5, 6 , 7, 8, 9, A, B, C, D, E và F. Trong hệ thập phân, A, B, C, D, E và F lần lượt bằng 10, 11, 12, 13, 14 và 15 . Mỗi chữ số thập lục phân dài 4 bit vì nó cần 4 bit trong hệ nhị phân để đếm đến 15. Vì địa chỉ MAC bao gồm 12 chữ số thập lục phân nên nó dài 48 bit. Các chữ cái A, B, C, D, E và F có thể là chữ hoa hoặc chữ thường.
Địa chỉ MAC bao gồm 12 số thập lục phân, có nghĩa là nó có 48 bit. Có hai thành phần chính của địa chỉ MAC. 24 bit đầu tiên cấu thành Mã nhận dạng duy nhất của tổ chức (OUI). 24 bit cuối cùng tạo thành địa chỉ trạm cuối do nhà cung cấp chỉ định.
•24-bit UOI: OUI xác định nhà sản xuất NIC. IEEE quy định việc ấn định các số OUI. Trong OUI, có 2 bit chỉ có ý nghĩa khi được sử dụng trong trường địa chỉ đích:
1. Bit quảng bá hoặc bit đa hướng: Khi bit ít quan trọng nhất trong octet đầu tiên của địa chỉ MAC là 1, nó cho biết với giao diện nhận rằng khung được dành cho tất cả (quảng bá) hoặc một nhóm các trạm cuối (đa hướng) trên Phân đoạn mạng LAN. Bit này được gọi là bit địa chỉ Cá nhân / Nhóm (I / G).
2. Bit địa chỉ được quản lý cục bộ: Bit ít quan trọng thứ hai của bộ tám đầu tiên của địa chỉ MAC được gọi là bit địa chỉ được quản lý toàn cầu hoặc cục bộ (U / L). Thông thường, sự kết hợp giữa OUI và địa chỉ trạm 24 bit là duy nhất trên toàn cầu. Tuy nhiên, nếu địa chỉ được sửa đổi cục bộ, bit này phải được đặt thành 1.
• Địa chỉ trạm cuối 24-bit, do nhà cung cấp chỉ định: Phần này xác định duy nhất phần cứng Ethernet.
Chuyển đổi Frame
Bộ chuyển mạch xây dựng và duy trì một bảng, được gọi là bảng địa chỉ MAC, phù hợp với địa chỉ MAC đích với cổng được sử dụng để kết nối với một nút. Bảng địa chỉ MAC được lưu trữ trong bộ nhớ địa chỉ nội dung (CAM), cho phép tra cứu rất nhanh. Do đó, bạn có thể thấy bảng địa chỉ MAC của công tắc được gọi là bảng CAM.
Đối với mỗi frame đến, địa chỉ MAC đích trong tiêu đề khung được so sánh với danh sách địa chỉ trong bảng địa chỉ MAC. Sau đó, các Switch sử dụng địa chỉ MAC khi chúng quyết định xem có lọc, chuyển tiếp hay làm ngập các frame hay hay không. Khi địa chỉ MAC đích của một khung unicast đã nhận nằm trên cùng một cổng chuyển mạch với nguồn, Switch sẽ loại bỏ frame, đây là một hành vi được gọi là lọc. Làm ngập có nghĩa là Switch gửi frame đến đến tất cả các cổng đang hoạt động, ngoại trừ cổng mà nó đã nhận khung.
Bộ chuyển mạch tạo và duy trì bảng địa chỉ MAC bằng cách sử dụng địa chỉ MAC nguồn của các frame đến và số cổng mà qua đó frame đã nhập vào Switch. Nói cách khác, một frame học cấu trúc liên kết mạng bằng cách phân tích địa chỉ nguồn của các frame đến từ tất cả các mạng được đính kèm.
Quy trình dưới đây mô tả một ví dụ cụ thể, khi PC A gửi một khung đến PC B và công tắc bắt đầu với một bảng địa chỉ MAC trống.
| Quy trình chuyển đổi Frame | |
| Bước | Hoạt động |
| 1 | Switch nhận frame từ PC A trên cổng 1. |
| 2 | Switch nhập địa chỉ MAC nguồn (của PC A) và cổng chuyển mạch đã nhận frame vào bảng MAC. |
| 3 | Switch kiểm tra bảng để tìm địa chỉ MAC đích (của PC B). Bởi vì địa chỉ đích không được biết, Switch làm ngập frame đến tất cả các cổng ngoại trừ cổng mà nó nhận được frame. Trong ví dụ này, cả PC B và PC C sẽ nhận được frame. |
| 4 | Thiết bị đích có địa chỉ MAC phù hợp (PC B) trả lời bằng một frame unicast được gửi đến PC A. |
| 5 | Switch nhập địa chỉ MAC nguồn của PC B và số cổng của cổng switch đã nhận frame vào bảng MAC. Địa chỉ đích của frame(PC A) và cổng liên quan của nó được tìm thấy trong bảng MAC. |
| 6 | Giờ đây, Switch có thể chuyển tiếp các frame giữa thiết bị nguồn và thiết bị đích (PC A và PC B) mà không bị ngập vì nó có các mục trong bảng MAC xác định các cổng liên quan. Không phải gửi đến các cổng khác được gọi là lọc. |
Bộ chuyển mạch thực hiện các hành động học (learning) và chuyển tiếp(forward) (bao gồm cả trong các tình huống khác với ví dụ được giải thích ở trên), chẳng hạn như:
• Learning: Khi switch nhận được frame, nó sẽ kiểm tra địa chỉ MAC nguồn và số cổng đến. Nó thực hiện một trong các hành động sau tùy thuộc vào việc địa chỉ MAC có trong bảng địa chỉ MAC hay không:
1. Không: Thêm địa chỉ MAC nguồn và số cổng vào bảng địa chỉ MAC và khởi động bộ đếm thời gian 300 giây mặc định cho địa chỉ MAC này.
2. Có: Đặt lại bộ hẹn giờ 300 giây mặc định.
Lưu ý
Khi bộ đếm thời gian hết hạn, mục nhập địa chỉ MAC sẽ bị xóa khỏi bảng địa chỉ MAC.
• Chuyển tiếp frame Unicast: Bộ chuyển mạch kiểm tra địa chỉ MAC đích và nếu nó là unicast (nghĩa là đến một đích duy nhất), switch sẽ thực hiện một trong các hành động sau tùy thuộc vào địa chỉ MAC có trong bảng địa chỉ MAC hay không:
1. Không: Chuyển tiếp frame ra tất cả các cổng ngoại trừ cổng đến (được gọi là unicast không xác định).
2. Có: Chuyển tiếp frame ra khỏi cổng mà địa chỉ MAC đó đã được học trước đó.
• Chuyển tiếp frame phát hoặc đa hướng: Bộ chuyển mạch kiểm tra địa chỉ MAC đích và nếu nó là broadcast hoặc multicast, chuyển tiếp frame ra tất cả các cổng ngoại trừ cổng đến (trừ khi sử dụng Giao thức quản lý nhóm Internet (IGMP) với multicast, trong trường hợp đó, nó sẽ chỉ gửi khung đến các cổng cụ thể).
Trần Phan Thanh Danh