MAC地址表示方法

第5章：以太网以太网协议2以太网帧以太网MAC地址3

在Windows主机上，ipconfig/all

命令可用于确定以太网适配器的MAC地址。

根据不同的设备和操作系统，您将看到MAC地址的各种表示方式。思科路由器和交换机使用的形式为XXXX.XXXX.XXXX，其中X代表十六进制字符。MAC地址表示方法44图1显示的是PC上ipconfig/all命令的输出，并突出显示了物理地址。物理地址是MAC地址。MAC地址表示方法555图2显示MAC地址可以用短划线、冒号或点表示。MAC地址表示方法666

在以太网中，第2层单播、组播和广播通信会使用不同的MAC地址。单播MAC地址是帧从一台发送设备发送到一台目的设备时使用的唯一地址。要传送和接收单播数据包，目的IP地址必须包含于IP包报头中。相应的目的MAC地址也必须出现于以太网帧报头中。只有IP地址和MAC地址相结合才能将数据传送到特定的目的主机。

源主机用来确定目的MAC地址的流程称为地址解析协议(ARP)。

虽然目的MAC地址可以是单播、广播或组播地址，但是源MAC地址必须始终为单播地址。单播MAC地址7777主机1想要将数据包发送到服务器（单播）。该图显示的是主机1和服务器的MAC地址和IP地址。此图还显示带有源和目的MAC地址的帧，以及带有源和目的IP地址的封装数据包。单播MAC地址88

广播数据包以主机部分全部为一(1)的地址作为目的IPv4地址。这种地址计数法表示本地网络（广播域）中的所有主机都将接收和处理该数据包。ARP和DHCP等许多网络协议都使用广播。

如果IPv4广播数据包被封装在以太网帧内，则目的MAC地址为十六进制（在二进制中是48个1）的FF-FF-FF-FF-FF-FF广播MAC地址。广播MAC地址999主机1想要将数据包发送到所有其他主机（广播）。此图显示主机1的MAC地址和IP地址。此图还显示带有源和目的MAC地址的帧，以及带有源和目的IP地址的封装数据包。目的MAC地址全由F（广播MAC地址）构成。广播MAC地址101010

组播地址允许源设备向一组设备发送数据包。属于某一组播组的设备都指派有该组播组IP地址。IPv4组播地址的范围为224.0.0.0到239.255.255.255。IPv6组播地址的范围以FF00::/8开头。由于组播地址代表一组地址（有时称为主机组），因此只能用作数据包的目的地址。源地址始终为单播地址。

远程游戏中需要使用组播地址，其中有许多玩家通过远程连接来玩同一个游戏。另一个使用组播地址的例子就是通过视频会议进行远程教学，其中许多学生将连接到同一个教室。组播MAC地址11111111

如同单播和广播地址一样，组播IP地址也需要相应的组播MAC地址才能在本地网络中实际传送帧。与IPv4组播地址关联的组播MAC地址是一个以十六进制的01-00-5E开头的特殊值。组播MAC地址的其余部分通过将IP组播组地址的低23位换算成6个十六进制字符而创建。对于IPv6地址，组播MAC地址以33-33开头。

计算十六进制对应值的最简单的方法是首先用每四位使用一个空格，将其转换为二进制，200（十进制）=11001000（二进制）。二进制转换为十六进制的表已给出，11001000（二进制）=0xC8。组播MAC地址1212121212此图显示主机1的MAC地址和IP地址。此图还显示带有源和目的MAC地址的帧，以及带有源和目的IP地址的封装数据包。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开头，并以IP多播地址00-00-C8的最后三个八位组的等效十六进制数结束。组播MAC地址1313131313

在直通交换中，交换机在收到数据时立即处理数据，即使传输尚未完成。交换机只缓冲帧的一部分，缓冲的量仅足以读取目的MAC地址，以便确定转发数据时应使用的端口。目的MAC地址位于帧中前导码后面的前6个字节。交换机在其交换表中查找目的MAC地址，确定外发接口端口，然后通过指定的交换机端口将帧转发到其目的地。交换机对该帧不执行任何错误检查。直通交换141414141414直通交换有两种变体：快速转发交换-

快速转发交换提供最低程度的延时。快速转发交换在读取目的地址之后立即转发数据包。由于快速转发交换在收到整个数据包之前就开始转发，因此有时候中继数据包时会出错。这种情况并不经常发生，而且目的网络适配器在收到含错数据包时会将其丢弃。在快速转发模式下，延时是指从收到第一个位到传出第一个位之间的时间差。快速转发交换是典型的直通交换方法。直通交换151515151515免分片交换-

在免分片交换中，交换机在转发之前存储帧的前64个字节。可以将免分片交换视为存储转发交换和直通交换之间的折衷。免分片交换只存储帧的前64个字节的原因是，大部分网络错误和冲突都发生在前64个字节。免分片交换在转发帧之前对帧的前64个字节执行小错误检查以确保没有发生过冲突，并且尝试通过这种方法来增强快速转发交换功能。免分片交换是存储转发交换的高延时和高完整性与快速转发交换的低延时和弱完整性之间的折衷。

某些交换机可配置为按端口执行直通交换，当达到用户定义的错误阈值时，这些端口自动切换为存储转发。当错误率低于该阈值时，端口自动恢复到直通切换。直通交换16161616161616

以太网交换机在转发帧之前，可以使用缓冲技术存储帧。当目的端口由于拥塞而繁忙时，也可以使用缓冲，交换机将一直存储帧，直到可以传送该帧。基于端口的内存缓冲

在基于端口的内存缓冲中，帧存储在链接到特定传入端口和传出端口的队列中。一个帧只有在队列中位于它前面的所有帧都成功传送之后才会传送到外发端口。有可能因为一个目的端口繁忙而造成单个帧拖延内存中所有帧的传输。即使其他帧可以传送到开放的目的端口，这种延迟仍然会发生。交换机上的内存缓冲1717171717171717共享内存缓冲共享内存缓冲将所有帧都放入交换机上所有端口共享的公共内存缓冲区中。交换机动态分配各个端口所需要的缓冲内存量。缓冲区中的帧动态链接到目的端口。这样就可以在一个端口上接收数据包，然后在另一个端口上传出该数据包，而无需将其移到其他队列。交换机保留帧对端口链接的映射，映射中显示了数据包需要传送到何处。当帧成功发送之后，映射链接即被清除。存储在缓冲区中的帧的数量受到整个内存