Waar wordt precies een MAC-adres voor gebruikt?

Elk stuk hardware op uw lokale netwerk heeft een MAC-adres in aanvulling op het IP-adres dat is toegewezen door de lokale router of server. Waar is dat MAC-adres precies voor bedoeld??

De Question & Answer-sessie van vandaag komt tot ons dankzij SuperUser - een onderdeel van Stack Exchange, een gemeenschapsgedreven groep van Q & A-websites.

De vraag

SuperUser-lezer Vishnu Vivek is nieuwsgierig naar MAC-adressen en hun functie:

Ik begrijp dat IP-adressen hiërarchisch zijn, zodat routers op het internet weten in welke richting een pakket moet worden doorgestuurd. Met MAC-adressen is er geen hiërarchie en dus is doorsturen van pakketten niet mogelijk. Dus MAC-adressen worden niet gebruikt voor pakketoverdracht.

Ik denk niet dat het daar zit zonder reden. Dus mijn vraag is, waar precies komt een MAC-adres in het spel tijdens een pakketoverdracht?

Waar inderdaad? Wat is de specifieke functie van het MAC-adres?

Het antwoord

SuperUser-bijdrager Werner Henze biedt enig inzicht in de functie van het MAC-adres:

Waar worden MAC-adressen voor gebruikt?

MAC-adressen zijn de low-level basics die ervoor zorgen dat je op ethernet gebaseerde netwerk werkt.

Netwerkkaarten hebben elk een uniek MAC-adres. Pakketten die op het ethernet worden verzonden, komen altijd van een MAC-adres en worden verzonden naar een MAC-adres. Als een netwerkadapter een pakket ontvangt, vergelijkt het het bestemmings-MAC-adres van het pakket met het eigen MAC-adres van de adapter. Als de adressen overeenkomen, wordt het pakket verwerkt, anders wordt het weggegooid.

Er zijn speciale MAC-adressen, één is bijvoorbeeld ff: ff: ff: ff: ff: ff, dat is het uitzendadres en adressen van elke netwerkadapter in het netwerk.

Hoe werken IP-adressen en MAC-adressen samen??

IP is een protocol dat wordt gebruikt op een laag boven ethernet. Een ander protocol is bijvoorbeeld IPX.

Wanneer uw computer een pakket naar een bepaald IP-adres x.x.x.x wil verzenden, dan is de eerste controle of het bestemmingsadres zich in hetzelfde IP-netwerk bevindt als de computer zelf. Als x.x.x.x zich in hetzelfde netwerk bevindt, kan het doel-IP direct worden bereikt, anders moet het pakket naar de geconfigureerde router worden verzonden.

Tot nu toe lijken de zaken erger te zijn geworden, omdat we nu twee IP-adressen hebben: een is het doeladres van het originele IP-pakket, de andere is het IP-adres van het apparaat waarnaar we het pakket moeten verzenden (de volgende hop, of de uiteindelijke bestemming of de router).

Omdat ethernet MAC-adressen gebruikt, moet de afzender het MAC-adres van de volgende hop krijgen. Er is een speciaal protocol ARP (Address Resolution Protocol) dat daarvoor wordt gebruikt. Zodra de afzender het MAC-adres van de volgende hop heeft opgehaald, schrijft hij dat doel-MAC-adres in het pakket en verzendt het pakket.

Hoe werkt ARP?

ARP zelf is een protocol boven ethernet, zoals IP of IPX. Wanneer een apparaat het MAC-adres voor een bepaald IP-adres wil weten, stuurt het een pakket naar het broadcast MAC-adres met de vraag "Wie heeft IP-adres yyyy?" Alle apparaten ontvangen dat pakket, maar alleen degene met het IP-adres zal reageren met een pakket "Het is mij." Het vraagapparaat ontvangt het antwoord en weet nu dat het bron-MAC-adres het juiste MAC-adres is om te gebruiken. Natuurlijk wordt het resultaat in de cache opgeslagen, dus het apparaat hoeft niet elke keer het MAC-adres op te lossen.

routing

Ik was bijna vergeten te vermelden: er is geen routering op basis van MAC-adressen. Laag niveau ethernet en MAC-adressen kunnen alleen elk apparaat op de dezelfde netwerk (bekabeld of draadloos). Als u twee netwerken hebt met een router ertussen, kunt u geen apparaat in netwerk A een pakket laten verzenden naar het MAC-adres van een apparaat in netwerk B. Geen apparaat in netwerk A heeft het MAC-adres van het apparaat in netwerk B, dus een pakket naar dit MAC-adres zal worden weggegooid door alle apparaten in het netwerk A (ook door de router).

Routering gebeurt op IP-niveau. Eenvoudig gezien, doet de router gewoon wat ik hierboven heb beschreven in de sectie "Hoe werken IP-adressen en MAC-adressen samen?". De router ontvangt pakketten voor zijn eigen MAC-adres, maar voor een ander IP-adres. Hij zal dan controleren of hij het doel-IP-adres direct kan bereiken. Als dat zo is, stuurt hij het pakket naar het doelwit. Anders heeft de router zelf ook een upstream-router geconfigureerd en stuurt het pakket naar die router.

Natuurlijk kunt u meerdere routers hebben geconfigureerd. Uw thuisrouter heeft slechts één upstream-router geconfigureerd, maar in de backbone voor internet hebben de grote routers grote routeringstabellen zodat ze weten wat de beste manier is voor alle pakketten.

Andere use cases voor MAC-adressen

1. Netwerkswitches slaan een lijst met MAC-adressen op die bij elke poort worden gezien en alleen forward-pakketten naar de poorten die het pakket moeten zien.
2. Draadloze toegangspunten gebruiken vaak MAC-adressen voor toegangscontrole. Ze staan ​​alleen toegang toe voor bekende apparaten (het MAC-adres is uniek en identificeert apparaten) met de juiste wachtwoordzin.
3. DHCP-servers gebruiken het MAC-adres om apparaten te identificeren en geven sommige apparaten vaste IP-adressen.

Heb je iets toe te voegen aan de uitleg? Geluid uit in de reacties. Wilt u meer antwoorden van andere technisch onderlegde Stack Exchange-gebruikers lezen? Bekijk hier de volledige discussiethread.