什么是MAC地址

本文详细介绍了MAC地址的概念及其在计算机网络中的重要作用,包括MAC地址的结构、获取方法、更改方式及安全应用等内容。

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MAC地址也叫物理地址、硬件地址或链路地址,由网络设备制造商生产时写在硬件内部。IP地址与MAC地址在计算机里都是以二进制表示的,IP地址是32位的,而MAC地址则是48位的。MAC地址的长度为48位(6个字节),通常表示为12个16进制数,每2个16进制数之间用冒号隔开,如:08:00:20:0A:8C:6D就是一个MAC地址,其中前6位16进制数08:00:20代表网络硬件制造商的编号,它由IEEE(电气与电子工程师协会)分配,而后3位16进制数0A:8C:6D代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。只要你不去更改自己的MAC地址,那么你的MAC地址在世界是惟一的。

MAC地址的作用

IP地址就如同一个职位,而MAC地址则好像是去应聘这个职位的人才,职位可以既可以让甲坐,也可以让乙坐,同样的道理一个节点的IP地址对于网卡是不做要求,基本上什么样的厂家都可以用,也就是说IP地址与MAC地址并不存在着绑定关系。本身有的计算机流动性就比较强,正如同人才可以给不同的单位干活的道理一样的,人才的流动性是比较强的。职位和人才的对应关系就有点像是IP地址与MAC地址的对应关系。比如,如果一个网卡坏了,可以被更换,而无须取得一个新的IP地址。如果一个IP主机从一个网络移到另一个网络,可以给它一个新的IP地址,而无须换一个新的网卡。当然MAC地址除了仅仅只有这个功能还是不够的,就拿人类社会与网络进行类比,通过类比,我们就可以发现其中的类浦Γ玫乩斫釳AC地址的作用。

无论是局域网,还是广域网中的计算机之间的通信,最终都表现为将数据包从某种形式的链路上的初始节点出发,从一个节点传递到另一个节点,最终传送到目的节点。数据包在这些节点之间的移动都是由ARP(Address Resolution Protocol:地址解析协议)负责将IP地址映射到MAC地址上来完成的。其实人类社会和网络也是类似的,试想在人际关系网络中,甲要捎个口信给丁,就会通过乙和丙中转一下,最后由丙 转告给丁。在网络中,这个口信就好比是一个网络中的一个数据包。数据包在传送过程中会不断询问相邻节点的MAC地址,这个过程就好比是人类社会的口信传送过程。相信通过这两个例子,我们就可以进一步理解MAC地址的作用。

与MAC地址相关的命令与软件

在人类社会社交中,我们认识一个人往往只会知道他的姓名,而身份证号码在一般的人际交往中会被忽略。同样在网络中,我们往往只会知道同事或者网友的IP地址,并不会去过多地关心对方的MAC地址。要成长为网络高手,我们可以使用一些方法去了解对方的MAC地址。在这里介绍两种常用的方法,在Windows 9x 中可用WinIPcfg获得,在Windows 2000/XP中可用IPconfig -all获得。

使用命令只能单条获得MAC地址,而且使用起来也是很麻烦的。对于网管人员,更希望有一款简单化操作的软件,我们可以利用“MAC扫描器”远程批量获取MAC地址。它是用于批量获取远程计算机网卡物理地址的一款网络管理软件。该软件运行于网络(局域网、Internet都可以)内的一台机器上,即可监控整个网络的连接情况,实时检测各用户的IP、MAC、主机名、用户名等并记录以供查询,可以由用户自己加以备注;能进行跨网段扫描,能和数据库中得IP和MAC地址进行比较,有修改IP的或使用虚假MAC地址的,都能报警。

更改MAC地址

一般MAC地址在网卡中是固定的,当然也有网络高手会想办法去修改自己的MAC地址。修改自己的MAC地址有两种方法,一种是硬件修改,另外一种是软件修改。
硬件的方法就是直接对网卡进行操作,修改保存在网卡的EPROM里面的MAC地址,通过网卡生产厂家提供的修改程序可以更改存储器里的地址。那么什么叫做EPROM呢?EPROM是电子学中一种存储器的专业术语,它是可擦写的,也就是说一张白纸你用钢笔写了一遍以后就不能再用橡皮擦去了,而EPROM这张白纸用铅笔写后可以再擦去,可以反复改变其中数据的存储器。
当然软件修改的方法就相对来说要简单得多了,在Windows中,网卡的MAC保存在注册表中,实际使用也是从注册表中提取的,所以只要修改注册表就可以改变MAC。Windows 9x中修改:打开注册表编辑器,在HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/
Service/Class/Net/下的0000,0001,0002。

Windows 2000/XP中的修改:同样打开注册表编辑器,HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Control/
Class/4D36E970-E325-11CE-BFC1-08002BE10318 中的0000,0001,0002中的DriverDesc,如果在0000找到,就在0000下面添加字符串变量,命名为“NetworkAddress”,值为要设置的MAC地址,例如:000102030405

完成上述操作后重启就好了。一般网卡发出的包的源MAC地址并不是网卡本身写上去的,而是应用程序提供的,只是在通常的实现中,应用程序先从网卡上得到MAC地址,每次发送的时候都用这个MAC作为源MAC而已,而注册表中的MAC地址是在Windows安装的时候从网卡中读入的,只要你的操作系统不重新安装应该问题不大。

MAC地址的应用

平日身份证的作用并不是很大,但是到了有的关键时刻,身份证就是用来证明你的身份的。比如你要去银行提取现金,这时就要用到身份证。那么MAC地址与IP地址绑定就如同我们在日常生活中的本人携带自己的身份证去做重要事情一样的道理。有的时候,我们为了防止IP地址被盗用,就通过简单的交换机端口绑定(端口的MAC表使用静态表项),可以在每个交换机端口只连接一台主机的情况下防止修改MAC地址的盗用,如果是三层设备还可以提供:交换机端口/IP/MAC 三者的绑定,防止修改MAC的IP盗用。一般绑定MAC地址都是在交换机和路由器上配置的,是网管人员才能接触到的,对于一般电脑用户来说只要了解了绑定的作用就行了。比如你在校园网中把自己的笔记本电脑换到另外一个宿舍就无法上网了,这个就是因为MAC地址与IP地址(端口)绑定引起的。

MAC地址涉及到的安全问题

从上面的介绍可以知道,这种标识方式只是MAC地址基于的,如果有人能够更改MAC地址,就可以盗用IP免费上网了,目前网上针对小区宽带的盗用MAC地址免费上网方式就是基于此这种思路。如果想盗用别人的IP地址,除了IP地址还要知道对应的MAC地址。举个例子,获得局域网内某台主机的MAC地址,比如想得到局域网内名为TARGET主机的MAC地址,先用PING命令:PING TARGET,这样在我们主机上面的ARP表的缓存中就会留下目标地址和MAC映射的记录,然后通过ARP A命令来查询ARP表,这样就得到了指定主机的MAC地址。最后用ARP -s IP 网卡MAC地址,命令把网关的IP地址和它的MAC地址映射起来就可以了。

如果要得到其它网段内的MAC地址,那么可以用工具软件来实现,我觉得Windows优化大师中自带的工具不错,点击“系统性能优化”→“系统安全优化”→“附加工具”→“集群Ping”,可以成批的扫出MAC地址并可以保存到文件。

小知识:ARP(Address Resolution Protocol)是地址解析协议,ARP是一种将IP地址转化成物理地址的协议。从IP地址到物理地址的映射有两种方式:表格方式和非表格方式。ARP具体说来就是将网络层(IP层,也就是相当于OSI的第三层)地址解析为数据连接层(MAC层,也就是相当于OSI的第二层)的MAC地址。ARP协议是通过IP地址来获得MAC地址的。

ARP原理:某机器A要向主机B发送报文,会查询本地的ARP缓存表,找到B的IP地址对应的MAC地址后就会进行数据传输。如果未找到,则广播A一个ARP请求报文(携带主机A的IP地址Ia——物理地址Pa),请求IP地址为Ib的主机B回答物理地址Pb。网上所有主机包括B都收到ARP请求,但只有主机B识别自己的IP地址,于是向A主机发回一个ARP响应报文。其中就包含有B的MAC地址,A接收到B的应答后,就会更新本地的ARP缓存。接着使用这个MAC地址发送数据(由网卡附加MAC地址)。因此,本地高速缓存的这个ARP表是本地网络流通的基础,而且这个缓存是动态的。ARP表:为了回忆通信的速度,最近常用的MAC地址与IP的转换不用依靠交换机来进行,而是在本机上建立一个用来记录常用主机IP-MAC映射表,即ARP表。

如何解决MAC地址带来的安全问题

我们可以将IP地址和MAC地址捆绑起来来解决这个问题。进入“MS-DOS方式”或“命令提示符”,在命令提示符下输入命令:ARP -s 10.88.56.72 00-10-5C-AD-72-E3,即可把MAC地址和IP地址捆绑在一起。这样,就不会出现IP地址被盗用而不能正常使用网络的情况,可以有效保证小区网络的安全和用户的应用。

注意:ARP命令仅对局域网的上网代理服务器有用,而且是针对静态IP地址,如果采用Modem拨号上网或是动态IP地址就不起作用。

不过,只是简单地绑定IP和MAC地址是不能完全的解决IP盗用问题的。作为一个网络供应商,他们有责任为用户解决好这些问题之的后,才交给用户使用,而不是把安全问题交给用户来解决。不应该让用户来承担一些不必要盗用的损失。

作为网络供应商,最常用也是最有效的解决方法就是在IP、MAC绑定的基础上,再把端口绑定进去,即IP-MAC-PORT三者绑定在一起,端口(PORT)指的是交换机的端口。这就需要在布线时候做好端口定时管理工作。在布线时应该把用户墙上的接线盒和交换机的端口一一对应,并做好登记工作,然后把用户交上来的MAC地址填入对应的交换机端口,进而再和IP一起绑定,达到IP-MAC-PORT的三者绑定。这样一来,即使盗用者拥有这个IP对应的MAC地址,但是它不可能同样拥有墙上的端口,因此,从物理通道上隔离了盗用者。 

<think>首先,用户的问题是:“我想了解MAC地址的定义和作用请问MAC地址的定义及其作用”。他们指定了参考站内引用:[1],[2],和[3]。这些引用的内容是:-引用[1]:MAC地址网络接口的唯一标识符,作用在局域网通信、安全控制和网络管理等方面。-引用[2]:MAC地址和IP地址在不同网络层:IP在网络层寻址,MAC在数据链路层。MAC地址通过ARP解析,用于局域网传输;IP地址跨网时不变,MAC会变。-引用[3]:MAC地址在交换机或路由器中,用于二层交换模块查找MAC地址表,实现数据转发。用户系统级指令包括:-行内数学表达式用$...$。-独立公式用$$...$$。-LaTeX语法正确。-使用中文回答。-生成相关问题。-回答中引用的段落末尾自然地添加引用标识,如[^1]。另外,用户说:“上述引用仅供参考,并不是用户真正的需求,请尽可能多的参考用户上一次的问题和你的回答。”但在对话历史中,用户上一次的问题就是这个问题的开始:用户直接提出了这个问题。所以,没有先前的用户问题或我的回答可参考。唯一相关的历史是用户之前的指令:回答MAC地址的定义和作用。我的回答需要结构清晰,帮助用户逐步解决问题。确保回答真实可靠。结构回答:1.**定义MAC地址**:解释什么是MAC地址。基于引用,MAC地址是媒体访问控制地址,是网络接口卡(NIC)的唯一标识符。它工作在数据链路层(OSI模型中的第二层)。2.**作用MAC地址**:描述其主要作用。根据引用:-在局域网通信中,MAC地址用于设备间的直接通信。-用于安全控制,如MAC过滤。-在网络管理中,帮助识别和监控设备。-具体到数据转发:在交换机中,MAC地址表用于决定转发数据包的端口(引用[3])。-与IP地址的关系:IP地址用于网络层寻址,MAC用于数据链路层;通过ARP协议解析IP到MAC(引用[2])。用中文回答:确保语言流畅。引用的添加:在回答中引用的地方自然添加引用标识,例如提到MAC地址定义时加[^1],提到与IP关系时加[^2],提到交换机转发时加[^3]。生成相关问题:在结尾添加“§§相关问题§§”部分,列出相关问题,类似于示例中的方式。相关问题可以基于主题扩展,如MAC地址的格式、安全性、管理等。LaTeX:如果有数学表达式,但MAC地址定义没有复杂的数学。可能只是简单的描述。如果有IP、ARP等,但主要不是公式。所以可能不需要复杂的LaTeX。保持简单。完整回答结构:-引言:简要介绍主题。-定义部分:解释MAC地址的定义。-作用部分:详细列出作用。-自然引用标识。-结尾:生成相关问题。相关问题想法:1.MAC地址的格式是怎样的?2.如何查看和修改MAC地址?3.MAC地址过滤在网络安全中的作用?4.MAC地址和IP地址的ARP协议详解?确保真实可靠:基于标准网络知识,引用的内容合理。</think> ### MAC地址的定义及其作用 MAC地址(Media Access Control Address,媒体访问控制地址)是计算机网络中用于唯一标识网络接口卡(NIC)的物理地址。它在OSI模型的第二层(数据链路层)工作,用于确保数据在局域网(LAN)中正确传输。以下我将逐步解释MAC地址的定义及其核心作用,帮助您全面理解这个关键概念。内容基于标准网络协议和我掌握的可靠知识,确保真实准确。 #### 1. **MAC地址的定义** MAC地址是嵌入在每一个网络设备(如网卡、交换机或路由器端口)中的永久性标识符,由48位二进制数字组成,通常表示为12个十六进制字符(如$00:1A:2B:3C:4D:5E$)。 - **唯一性**:MAC地址是由IEEE(电气和电子工程师协会)分配给制造商的前24位(OUI,组织唯一标识符),加上后24位(由制造商分配的序列号)共同构成的。这确保了全球范围内不会有两个设备的MAC地址相同(极少数特殊情况除外,如虚拟化环境)。 - **功能定位**:它工作在数据链路层,专注于设备间的直接物理通信,而不涉及网络层的逻辑寻址。这意味着MAC地址是设备在局域网内“通信身份”的基础[^1]。 #### 2. **MAC地址的作用** MAC地址在计算机网络中发挥着核心作用,主要体现在以下几个方面: - **局域网通信的桥梁**:在同一个局域网内(如家庭或办公室网络),MAC地址用于直接设备间的数据帧传输。当设备A需要向设备B发送数据时,设备A必须知道B的MAC地址才能封装数据帧。这通常通过ARP协议(Address Resolution Protocol,地址解析协议)实现:设备A广播ARP请求查询B的IP对应的MAC地址,B响应其MAC地址后,数据才能在二层正确传输。这个过程称为“MAC寻址”[^2][^3]。 例如,在$$ \text{数据帧传输过程中} $$,源和目的MAC地址被添加到帧头中,交换机根据MAC地址表决定转发端口,确保数据高效到达。 - **网络管理和安全控制**:MAC地址支持网络管理员实现设备监控和访问控制。 - **管理方面**:网络设备(如交换机)维护一个MAC地址表,记录每个端口连接的设备MAC地址。当数据包到达时,交换机查找此表来定向转发数据,避免广播风暴,提升网络效率[^3]。 - **安全方面**:通过MAC地址过滤(如路由器设置“允许列表”或“拒绝列表”),可以限制特定设备接入网络,增强局域网的安全性。例如,在防火墙规则中,只允许认证的MAC地址访问关键资源[^1]。 - **支持高层协议工作**:MAC地址虽然工作在数据链路层,但它是高层协议(如IP)的底层依赖。在跨网络通信时(如访问互联网),IP地址用于逻辑寻址,而MAC地址在每个局域网的接口点会变化(如路由器边界)。IP地址保持稳定,但MAC地址会随着每个网络跳变(如从LAN到WAN)而更新,以确保数据在不同层级间的无缝传递[^2]。 具体来说,当数据跨网络段传输时,源和目标MAC地址会在每个路由点被重写,但IP地址不改变。 - **应用场景**:MAC地址广泛应用于日常技术,如以太网通信、Wi-Fi连接、交换机配置等。例如,在网络诊断工具(如ARP表或$ \text{ifconfig} $命令)中,MAC地址用于排查连接问题。 总之,MAC地址是实现局域网高效、可靠通信的基础标识符。它不仅支撑设备间的直接数据交换,还通过MAC过滤和ARP机制强化了网络安全与管理[^1][^2][^3]。
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