MAC地址

MAC地址(),直译为媒體存取控制位址,它是一个用來确认網絡裝置位置的位址。在OSI模型中,第三層網路層負責IP地址,第二層資料鏈結層則負責MAC位址。MAC地址是指派給网卡的唯一标识符。若一台伺服器有多張网卡,则每張网卡都会有各自的MAC地址。

雖然48位元的地址空間很大,但並非取之不盡。IEEE 802自1980年開始使用,电气电子工程师学会預計MAC地址大約可使用100年。MAC地址原本只用於分辦實體網絡設備,不過它的用途持續擴大。在雲端運算中,虛擬機器的虛擬网卡也需要MAC地址。2022年,IEEE表示在經歷超過三分一世紀後,沒有跡象顯示MAC地址會在2080年前耗盡。

MAC地址也稱為局域网地址(LAN Address),以太网地址(Ethernet Address)及物理地址(Physical Address)。

格式
及24位設備生產商自定的識別碼。首個八位組的b0(最低有效位)用於區分單播和多播地址,b1用於區分全域及本地地址。]]

MAC位址共48位元,分為6組,每組以兩個16進制數字表示。舊的地址結構是兩等分割:前24位元由IEEE分配給每一家製造商,後24位元由網路設備的生產廠商自行指定。扣除X位和M位後,可指派的组织唯一标识符長22位,約419萬個。

每個區塊包含高達1678萬個地址,容易造成浪費。2014年,IEEE改用三款前綴長度(24位、28位及36位)分配MAC地址,以提高使用效率。

多播地址
在首個八位組(Octet)中,最低有效位元為M位(Multicast)。1代表多播地址,0代表單播地址。ff-ff-ff-ff-ff-ff作为廣播位址。b1用於區分為廣域地址(0)/本地地址(1)。此定義是為了配合訊號在實體層傳送的先後次序。與英文書寫方向相反,硬件首先發送和接收每個八位組的最低有效位。

IPv4 MAC多播地址的组织唯一标识符為01-00-5e,第25位為0。IPv4 D類網絡的首碼是1110,多播ID長28位。不過,對應的MAC多播地址只有23位元,映-{}-射後失去首5位元的資訊。

在IPv6,32位元MAC地址空間預留作映-{}-射IP多播地址,首兩個八位組為33-33,且屬於本地位址。同樣地,只保留最後一段的IP地址,丟失前段資訊。

由於多個IP地址映-{}-射到同一個MAC地址,主機須依靠第三層協定分辦來源,篩選有用資訊。

結構化本地位址規劃
在原有的分類中,IEEE預留了半數MAC地址供管理員和軟件自行分配。若沒有良好的規劃和管理,不同網絡協定一起使用這些地址時,可能會發生衝突。2017年,电气电子工程师学会發佈IEEE 802c,定義了結構化本地位址規劃(Structured Local Address Plan),簡稱SLAP。在首個八位組中,加入兩個SLAP旗標,把本地地址劃分為四個象限。

公司ID是由IEEE分配的24位元別識碼,只用於區分不同企業。與24位元组织唯一标识符(OUI)不同,CID持有者沒有權利製作廣域MAC地址。

擴展本地地址基於IEEE分配的CID,所以實際上並不是「本地」分配。

举例
假設現有一台路由器,含有一個WAN埠及四個LAN埠。它的WAN埠會有一個如61.61.61.61的IP位址,也會有一個如00:0A:02:0B:03:0C的MAC位址。而它的四個LAN埠會各分配到一個例如192.168.1.0/24的IP位址,四個埠各會有一個不同的MAC位址。

如何修改MAC地址
网卡MAC地址可以通过Windows 裝置管理員或其他工具修改。對於某些手機、平板電腦設備來說,其MAC地址/產品序號均由廠方連同銷售或保修時的客戶資料一併記錄在案,而有關的MAC地址也不可通過常規手段來修改。

擴展唯一標識符
擴展唯一標識符(Extended Unique Identifier)是由IEEE制定的全局唯一标识符,設有EUI-48和EUI-64兩款。EUI-48格式等同於MAC地址,曾被稱作MAC-48。EUI-64格式的地址空間擴大到64位元長度,為未來做好準備。48位元及64位元EUI的前綴長度相同,新增的16位元全部分配給生產商使用。

為了更有效使用地址空間,IEEE由2014年1月1日開始以三個不同大小分配EUI地址,減少浪費,以確保其使用壽命。
(2026年5月)
|-
| MA-L || 24 || 24 || 40 || OUI (24位) || 約39,500
|-
| MA-M || 28 || 20 || 36 || 不包含 || 約6,500
|-
| MA-S || 36 || 12 || 28 || OUI-36 (36位) || 約7,000
|}

已停用的識別碼
EUI-60
一些早期的設備及通訊協定使用EUI-60作為EUI-48的擴展,但並不常見。

由於IPv6採用EUI-64,使它成為事實標準,生產商及IEEE均放棄繼續使用EUI-60。

IAB
個別地址塊(Individual Address Block)是已停用的註冊方式。IAB專為需要小量MAC地址的用戶設計,申請者只可使用12位,生成4096個地址。IEEE把OUI註冊到自己名下,再加上12位編號,變成36位前綴。由2007年至2012年9月所分派的IAB都使用00:50:C2,之後使用40:D8:55。停用前,合共分配了4500多個IAB。

2014年1月1日起,IAB由MA-S註冊制度取代。36位前綴改為OUI-36,可用作識別生產商,並容許用戶生成EUI-64。

參考資料
外部链接

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