玩转网卡mac地址

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1、玩转网卡MAC地址～教育资源库　　人们经常感叹世界上没有完美的事物，但又忍不住努力去挑战完美极限，因为人们知道追求完美，取得进步的过程才真的是一种完美体验。我们众多的网络爱好者在探讨技术方面更是如此，这也正是我们所应鼓励的学习方式！　　正文：　　　　看过赵馨发表在天极的文章《MAC地址完美攻略》，觉得思路清晰，文章结构简练，技术观点明确，但是对某些技术细节的描述似乎单薄了点，容易引起误会，技术在不断的进步，本文从设备原理描述和网络应用的角度重新阐述了对MAC的认知，和赵馨的文章中某些提法不相同，希望起到抛砖引玉的作用。网卡和交换机是常见

2、的组网设备，网卡和交换机功能的实现需要MAC支撑，操作系统依赖网卡驱动程序和MAC打交道，进而通过网卡和交换机等网络设备完成网络通讯，MAC在网络安全中也扮演了重要角色。　　一、网卡、MAC控制器和MAC地址　　提到MAC不得不涉及网卡的工作原理，网卡工作在OSI参考模型的数据链路层和网络层。这里又出现了一个概念OSI参考模型，在这个模型中定义了网络通讯是分层的，分别是物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。以太网数据链路层其实包含MAC（介质访问控制）子层和LLC（逻辑链路控制）子层。　　物理层定义了数据传送与接收

3、所需要的电与光信号、线路状态、时钟基准、数据编码和电路等，并向数据链路层设备提供标准接口。数据链路层则提供寻址机构、数据帧的构建、数据差错检查、传送控制、向网络层提供标准的数据接口等功能。以太网卡中数据链路层的芯片一般简称之为MAC控制器，物理层的芯片简称之为PHY。许多网卡的芯片把MAC和PHY的功能做到了一颗芯片中，比如Intel82559网卡的和33C905网卡。但是MAC和PHY的机制还是单独存在的，只是外观的表现形式是一颗单芯片。当然也有很多网卡的MAC和PHY是分开做的，比如D-LINK的DFE-530TX等，原文中说MAC

4、地址对应物理层是不确切的。　　通常提到的MAC指狭义的MAC地址，其实在网卡中，一块以太网卡MAC芯片的作用不但要实现MAC子层和LLC子层的功能，还要提供符合规范的PCI界面以实现和主机的数据交换。以太网MAC芯片的一端接计算机PCI总线，另外一端就接到PHY芯片上。MAC从PCI总线收到IP数据包（或者其他网络层协议的数据包）后，将之拆分并重新打包成最大1518Byte，最小64Byte的帧。这个帧里面包括了目标MAC地址、自己的源MAC地址和数据包里面的协议类型（比如IP数据包的类型用80表示）。最后还有一个D芯片，通常是一颗93

5、C46。里面记录了网卡芯片的供应商ID、子系统供应商ID、网卡的MAC地址、网卡的一些配置，如SMI总线上PHY的地址，BOOTROM的容量，是否启用BOOTROM引导系统等东西。　　认识一下它们　　　　　　MAC和PHY集成在一颗芯片的以太网卡　　①RJ-45接口②Transformer(隔离变压器)③PHY芯片　　④MAC芯片⑤EEPROM⑥BOOTROM插槽　　⑦AC地址表和MAC地址学习　　对于网络交换机来说，MAC地址表是其能否正确转发数据包的关键，为此，协议标准RFC2285和RFC2889中都对以太网交换机的MAC地址表深

6、度和MAC地址学习速度进行专门的描述。MAC地址表显示了主机的MAC地址与以太网交换机端口映射关系，指出数据帧去往目的主机的方向。当以太网交换机收到一个数据帧时，将收到数据帧的目的MAC地址与MAC地址表进行查找匹配。如果在MAC地址表中没有相应的匹配项，则向除接收端口外的所有端口广播该数据帧，有人将这种操作翻译为泛洪（Flood，泛洪操作广播的是普通数据帧而不是广播帧）。在我们测试过的交换机中，有的除了能够对广播帧的转发进行限制之外，也能对泛洪这种操作进行限制。　　而当MAC地址表中有匹配项时，该匹配项指定的交换机端口与接收端口相同则

7、表明该数据帧的目的主机和源主机在同一广播域中，不通过交换机可以完成通信，交换机将丢弃该数据帧。否则，交换机将把该数据帧转发到相应的端口。交换机还将检查收到数据帧的源MAC地址，并查找MAC地址表中与之相匹配的项。如果没有，交换机将记录该MAC地址和接收该数据帧的端口，并激活一个定时器。这个过程被称作地址学习。这个定时器一般就是我们在配置交换机时的AgeTime选项，一般我们都可以配置这一定时器的时间长度。在定时器到时的时候，该项记录将从MAC地址表中删除。而如果接收的数据帧的源MAC地址在MAC地址表中有匹配项，交换机将复位该地址的定时

8、器。　　三、IP地址、MAC地址和三层交换技术　　一台计算机想要接入到网络中，必须要有两个地址。一个是网卡的地址，也就是MAC地址。在以太网中，我们通过MAC地址来进行数据传送和数据交换。在以太网环境中，数