Wprowadzenie: Dwa Adresy Urządzenia Sieciowego

Aby zrozumieć, jak dane trafiają przez sieć, warto posłużyć się analogią do poczty. Aby wysłać list do znajomego w innym mieście, potrzebujesz dwóch informacji: jego adresu domowego (ulica, miasto, kod pocztowy), aby list dotarł do właściwej okolicy, oraz jego imienia i nazwiska, aby trafił do właściwej skrzynki pocztowej.

Urządzenia sieciowe działają na podobnej zasadzie dwóch adresów:

• Adres Logiczny (np. Adres IP): To odpowiednik adresu domowego. Jest to konfigurowalny adres na poziomie sieci, który informuje routery, jak przesyłać pakiety danych z jednej sieci do drugiej, w dowolnym miejscu na świecie. Identyfikuje on lokalizację urządzenia w sieci.
• Adres Fizyczny (Adres MAC): To odpowiednik imienia i nazwiska na skrzynce pocztowej. Jest to stały, sprzętowy adres, unikalny dla karty sieciowej urządzenia. Służy do ostatecznego dostarczenia danych w ramach jednego, lokalnego segmentu sieci (jak jedna ulica w naszej analogii).

Ta strona skupia się na drugim typie: fundamentalnym, sprzętowym adresie MAC, który jest podstawą lokalnej komunikacji w technologiach takich jak Ethernet i Wi-Fi.

Czym jest Adres MAC?

Adres MAC, co jest skrótem od Media Access Control (Kontrola Dostępu do Medium), to unikalny na skalę światową identyfikator przypisany do karty sieciowej (NIC). Czasami nazywa się go adresem przypalanym (BIA), adresem sprzętowym lub adresem fizycznym.

Kluczowe Cechy

• Rozmiar i Format: Adres MAC to 48-bitowa ($6\text{-bajtowa}$) liczba. Aby ułatwić odczyt, jest zazwyczaj zapisywany w formacie heksadecymalnym, z bajtami oddzielonymi dwukropkami lub myślnikami (np. `00:1A:2B:3C:4D:5E` lub `00-1A-2B-3C-4D-5E`).
• Unikalność: Każda karta sieciowa produkowana na świecie otrzymuje od producenta unikalny adres MAC. Organizacja IEEEzarządza przydzielaniem tych adresów, aby zapewnić brak duplikatów. Ta unikalność jest kluczowa do identyfikacji konkretnych urządzeń w sieci.
• Trwałość: Adres MAC jest „wypalany” w sprzęcie karty sieciowej podczas produkcji. W przeciwieństwie do adresu IP, który można zmieniać, adres MAC ma być stałym identyfikatorem danego urządzenia. (Chociaż można go nadpisać programowo, co jest znane jako „MAC spoofing”).
• Warstwa Działania: Adresy MAC działają w Warstwie 2 (Warstwie Łącza Danych)modelu OSI. Ich zasięg jest ograniczony do lokalnego segmentu sieci. Adres MAC nie jest widoczny dla routerów w innych sieciach.

Struktura Adresu MAC

48-bitowy adres MAC nie jest tylko losową liczbą. Ma on dobrze zdefiniowaną strukturę, podzieloną na dwie połowy.

Bity Specjalne i Typy Adresów

Pierwszy bajt adresu MAC zawiera dwa specjalne bity flag, które definiują typ i charakter adresu.

Bit Indywidualny/Grupowy (I/G)

Najmniej znaczący bit (LSB) pierwszego bajtu to bit I/G. Określa on, czy adres jest przeznaczony dla pojedynczego urządzenia, czy dla grupy.

• `0` (Indywidualny): Wskazuje adres Unicast. Ramka wysłana na ten typ adresu jest przeznaczona dla jednego, unikalnego NIC. Jest to typ adresu używany w standardowej komunikacji jeden-do-jednego i jest to typ znajdujący się w polu Źródłowy Adres MAC wszystkich ramek.
• `1` (Grupowy): Wskazuje adres Multicast. Ramka wysłana na adres multicast jest dostarczana do grupy urządzeń, które skonfigurowały się do nasłuchiwania na tym adresie.

Bit Uniwersalny/Lokalny (U/L)

Drugi najmniej znaczący bit pierwszego bajtu to bit U/L. Określa, czy adres jest globalnie unikalny, czy został ustawiony przez lokalnego administratora.

• `0` (Uniwersalny): Oznacza Uniwersalnie Administrowany Adres (UAA). Jest to standardowy, unikalny na skalę światową adres przypisany przez producenta. Zdecydowana większość adresów MAC to UAA.
• `1` (Lokalny): Oznacza Lokalnie Administrowany Adres (LAA). Wskazuje, że adres został ręcznie zmieniony przez administratora sieci. Taki "MAC spoofing" jest czasami używany na potrzeby wirtualizacji, specyficznych wymagań oprogramowania lub do omijania kontroli dostępu opartej na MAC.