计算机网络MAC地址的作用

简介

谈起MAC地址，不得不说一下IP地址。IP地址工作在TCP/IP参考模型的第三层网络层。IP地址专注于网络层，将数据包从一个网络转发到另外一个网络；而MAC地址专注于数据链路层，将一个数据帧从一个节点传送到相同链路的另一个节点。定位网络中的计算机的位置，最常用的有域名地址、Ip地址、MAC地址三种方式，它们分别对应于OSI模型中的应用层、网络层、数据链接层。通常IP地址是不断变化的，而MAC地址是计算机的物理网卡唯一对应的地址，好比每个人都有唯一对应的身份证号码一样具有唯一性。

MAC地址的定义

MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址，也叫硬件地址，长度是48比特（6字节），由16进制的数字组成，分为前24位和后24位：
前24位叫做组织唯一标志符（Organizationally Unique Identifier，即OUI），是由IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分了不同的厂家。 后24位是由厂家自己分配的，称为扩展标识符。同一个厂家生产的网卡中MAC地址后24位是不同的。
MAC地址对应于OSI参考模型的第二层数据链路层，工作在数据链路层的交换机维护着计算机MAC地址和自身端口的数据库，交换机根据收到的数据帧中的“目的MAC地址”字段来转发数据帧。

MAC地址的作用

在一个正常的网络通信过程中，IP地址和MAC地址相互搭配，将客户端的数据包进行层层转发直到服务器接收此数据包。这里举个例子更方便我们对IP地址和MAC地址的理解。
客户端访问服务器端 可以从下图中可以选择A->B->C->F->G路线,也可以选择A->B->E->F->G路线。

在网络通信中，IP地址标识两个计算机网络地址信息。MAC地址负责表示计算机的数据链路层地址。每个网络设备都有它的MAC地址，通常在设备在出厂前已经设置好了，当发起网络请求时，首先会通过DNS解析服务器的域名，得到并确定服务器地址后，客户端将会向服务器发送请求数据包，数据包包含有客户端IP地址与服务器IP地址等信息。那么问题来了这个数据包是如何一步步传递到服务器的呢？
答案是通过MAC地址将数据包层层转发，以上图为例，当客户端发送数据包到交换机时候，除了携带有客户端的IP地址和服务器IP地址，还包含了客户端的MAC地址以及将要转发到交换机的MAC地址。这样以来通过MAC地址就将数据包从客户端传递到了交换机，类似的交换机在通过自己的MAC地址和A节点路由器MAC地址，将数据包发送到A路由，以此类推，一直将数据包传递到服务器上。而这个包含转发前机器的MAC地址与转发到机器的MAC地址的信息叫做数据链路层的协议数据单元,也叫做数据帧。

数据帧的传输过程

当服务器端接收到客户端请求会创对话处理此请求，处理完毕发送响应数据包给客户端如下图所示：

假设服务器发送给客户端的数据包我们称作A数据包，请注意这里当客户端收到此数据包时，会给服务器一个成功接收的响应，然后服务器会发送下一个数据包(假设数据包为B)，否则将会再次发送A数据包给客户端。

客户端到服务器整个流程

客户端请求到服务器一共有以下几个阶段：

1. 客户端访问域名后，将会向DNS服务器查询域名的IP地址。
2. 客户端获得服务器的IP地址，将会发送数据包和数据帧到下一个节点
3. 每个节点层层传输直到服务器接收到此数据包。
4. 服务器创建会话处理请求返回数据包和数据帧给下一个节点。
5. 每个节点层层传输直到客户端接收此数据包

在你上述2、4步骤如果失败将会进行重试，直到对方接收到数据包并返回成功的响应。