MAC地址表示方法

第5章：以太網(wǎng)以太網(wǎng)協(xié)議2以太網(wǎng)幀以太網(wǎng)MAC地址3

在Windows主機上，ipconfig/all

命令可用于確定以太網(wǎng)適配器的MAC地址。

根據(jù)不同的設(shè)備和操作系統(tǒng)，您將看到MAC地址的各種表示方式。思科路由器和交換機使用的形式為XXXX.XXXX.XXXX，其中X代表十六進制字符。MAC地址表示方法44圖1顯示的是PC上ipconfig/all命令的輸出，并突出顯示了物理地址。物理地址是MAC地址。MAC地址表示方法555圖2顯示MAC地址可以用短劃線、冒號或點表示。MAC地址表示方法666

在以太網(wǎng)中，第2層單播、組播和廣播通信會使用不同的MAC地址。單播MAC地址是幀從一臺發(fā)送設(shè)備發(fā)送到一臺目的設(shè)備時使用的唯一地址。要傳送和接收單播數(shù)據(jù)包，目的IP地址必須包含于IP包報頭中。相應(yīng)的目的MAC地址也必須出現(xiàn)于以太網(wǎng)幀報頭中。只有IP地址和MAC地址相結(jié)合才能將數(shù)據(jù)傳送到特定的目的主機。

源主機用來確定目的MAC地址的流程稱為地址解析協(xié)議(ARP)。

雖然目的MAC地址可以是單播、廣播或組播地址，但是源MAC地址必須始終為單播地址。單播MAC地址7777主機1想要將數(shù)據(jù)包發(fā)送到服務(wù)器（單播）。該圖顯示的是主機1和服務(wù)器的MAC地址和IP地址。此圖還顯示帶有源和目的MAC地址的幀，以及帶有源和目的IP地址的封裝數(shù)據(jù)包。單播MAC地址88

廣播數(shù)據(jù)包以主機部分全部為一(1)的地址作為目的IPv4地址。這種地址計數(shù)法表示本地網(wǎng)絡(luò)（廣播域）中的所有主機都將接收和處理該數(shù)據(jù)包。ARP和DHCP等許多網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都使用廣播。

如果IPv4廣播數(shù)據(jù)包被封裝在以太網(wǎng)幀內(nèi)，則目的MAC地址為十六進制（在二進制中是48個1）的FF-FF-FF-FF-FF-FF廣播MAC地址。廣播MAC地址999主機1想要將數(shù)據(jù)包發(fā)送到所有其他主機（廣播）。此圖顯示主機1的MAC地址和IP地址。此圖還顯示帶有源和目的MAC地址的幀，以及帶有源和目的IP地址的封裝數(shù)據(jù)包。目的MAC地址全由F（廣播MAC地址）構(gòu)成。廣播MAC地址101010

組播地址允許源設(shè)備向一組設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)包。屬于某一組播組的設(shè)備都指派有該組播組IP地址。IPv4組播地址的范圍為224.0.0.0到239.255.255.255。IPv6組播地址的范圍以FF00::/8開頭。由于組播地址代表一組地址（有時稱為主機組），因此只能用作數(shù)據(jù)包的目的地址。源地址始終為單播地址。

遠程游戲中需要使用組播地址，其中有許多玩家通過遠程連接來玩同一個游戲。另一個使用組播地址的例子就是通過視頻會議進行遠程教學(xué)，其中許多學(xué)生將連接到同一個教室。組播MAC地址11111111

如同單播和廣播地址一樣，組播IP地址也需要相應(yīng)的組播MAC地址才能在本地網(wǎng)絡(luò)中實際傳送幀。與IPv4組播地址關(guān)聯(lián)的組播MAC地址是一個以十六進制的01-00-5E開頭的特殊值。組播MAC地址的其余部分通過將IP組播組地址的低23位換算成6個十六進制字符而創(chuàng)建。對于IPv6地址，組播MAC地址以33-33開頭。

計算十六進制對應(yīng)值的最簡單的方法是首先用每四位使用一個空格，將其轉(zhuǎn)換為二進制，200（十進制）=11001000（二進制）。二進制轉(zhuǎn)換為十六進制的表已給出，11001000（二進制）=0xC8。組播MAC地址1212121212此圖顯示主機1的MAC地址和IP地址。此圖還顯示帶有源和目的MAC地址的幀，以及帶有源和目的IP地址的封裝數(shù)據(jù)包。目的IP地址是多播地址(224.0.0.200)，目的MAC地址是特殊地址。它以01-00-5E開頭，并以IP多播地址00-00-C8的最后三個八位組的等效十六進制數(shù)結(jié)束。組播MAC地址1313131313

在直通交換中，交換機在收到數(shù)據(jù)時立即處理數(shù)據(jù)，即使傳輸尚未完成。交換機只緩沖幀的一部分，緩沖的量僅足以讀取目的MAC地址，以便確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)時應(yīng)使用的端口。目的MAC地址位于幀中前導(dǎo)碼后面的前6個字節(jié)。交換機在其交換表中查找目的MAC地址，確定外發(fā)接口端口，然后通過指定的交換機端口將幀轉(zhuǎn)發(fā)到其目的地。交換機對該幀不執(zhí)行任何錯誤檢查。直通交換141414141414直通交換有兩種變體：快速轉(zhuǎn)發(fā)交換-

快速轉(zhuǎn)發(fā)交換提供最低程度的延時。快速轉(zhuǎn)發(fā)交換在讀取目的地址之后立即轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。由于快速轉(zhuǎn)發(fā)交換在收到整個數(shù)據(jù)包之前就開始轉(zhuǎn)發(fā)，因此有時候中繼數(shù)據(jù)包時會出錯。這種情況并不經(jīng)常發(fā)生，而且目的網(wǎng)絡(luò)適配器在收到含錯數(shù)據(jù)包時會將其丟棄。在快速轉(zhuǎn)發(fā)模式下，延時是指從收到第一個位到傳出第一個位之間的時間差。快速轉(zhuǎn)發(fā)交換是典型的直通交換方法。直通交換151515151515免分片交換-

在免分片交換中，交換機在轉(zhuǎn)發(fā)之前存儲幀的前64個字節(jié)。可以將免分片交換視為存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換和直通交換之間的折衷。免分片交換只存儲幀的前64個字節(jié)的原因是，大部分網(wǎng)絡(luò)錯誤和沖突都發(fā)生在前64個字節(jié)。免分片交換在轉(zhuǎn)發(fā)幀之前對幀的前64個字節(jié)執(zhí)行小錯誤檢查以確保沒有發(fā)生過沖突，并且嘗試通過這種方法來增強快速轉(zhuǎn)發(fā)交換功能。免分片交換是存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換的高延時和高完整性與快速轉(zhuǎn)發(fā)交換的低延時和弱完整性之間的折衷。

某些交換機可配置為按端口執(zhí)行直通交換，當達到用戶定義的錯誤閾值時，這些端口自動切換為存儲轉(zhuǎn)發(fā)。當錯誤率低于該閾值時，端口自動恢復(fù)到直通切換。直通交換16161616161616

以太網(wǎng)交換機在轉(zhuǎn)發(fā)幀之前，可以使用緩沖技術(shù)存儲幀。當目的端口由于擁塞而繁忙時，也可以使用緩沖，交換機將一直存儲幀，直到可以傳送該幀。基于端口的內(nèi)存緩沖

在基于端口的內(nèi)存緩沖中，幀存儲在鏈接到特定傳入端口和傳出端口的隊列中。一個幀只有在隊列中位于它前面的所有幀都成功傳送之后才會傳送到外發(fā)端口。有可能因為一個目的端口繁忙而造成單個幀拖延內(nèi)存中所有幀的傳輸。即使其他幀可以傳送到開放的目的端口，這種延遲仍然會發(fā)生。交換機上的內(nèi)存緩沖1717171717171717共享內(nèi)存緩沖共享內(nèi)存緩沖將所有幀都放入交換機上所有端口共享的公共內(nèi)存緩沖區(qū)中。交換機動態(tài)分配各個端口所需要的緩沖內(nèi)存量。緩沖區(qū)中的幀動態(tài)鏈接到目的端口。這樣就可以在一個端口上接收數(shù)據(jù)包，然后在另一個端口上傳出該數(shù)據(jù)包，而無需將其移到其他隊列。交換機保留幀對端口鏈接的映射，映射中顯示了數(shù)據(jù)包需要傳送到何處。當幀成功發(fā)送之后，映射鏈接即被清除。存儲在緩沖區(qū)中的幀的數(shù)量受到整個內(nèi)存