Trong phần trước, mình đã giới thiệu về giao thức truy cập luân phiên và DOCSIS. Trong phần này mình sẽ nói về địa chỉ MAC.
Các máy host và router đều có địa chỉ liên kết (link-layer addresses). Chúng ta sẽ bắt đầu bằng việc tìm hiểu về cách các địa chỉ liên kết hoạt động và cách chúng được sử dụng để chuyển tiếp các frame dữ liệu trong mạng LAN.
Địa chỉ liên kết được nằm ở đâu?
- Thực tế, không phải các host và router mà chính các network adapter (network interfaces) mới có địa chỉ liên kết (link-layer addresses). Một máy host hoặc router với nhiều network interface sẽ có nhiều địa chỉ liên kết khác nhau, cũng như nó có nhiều địa chỉ IP khác nhau.
- Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là các switch lớp liên kết không có địa chỉ liên kết gán cho các interface kết nối với các máy host và router. Điều này là vì nhiệm vụ của switch ở lớp liên kết là chuyển tiếp các datagram giữa các máy host và router; switch thực hiện nhiệm vụ này một cách minh bạch, tức là không yêu cầu máy host hoặc router phải trực tiếp chỉ định địa chỉ frame cho switch trung gian.
Cấu tạo của địa chỉ MAC?
- Địa chỉ liên kết được gọi bằng nhiều tên khác nhau như địa chỉ LAN, địa chỉ vật lý hoặc địa chỉ MAC. Vì thuật ngữ MAC address là phổ biến nhất, từ giờ trở đi sẽ gọi địa chỉ liên kết là địa chỉ MAC.
- Đối với hầu hết các mạng LAN (bao gồm Ethernet và mạng LAN không dây 802.11), địa chỉ MAC dài 6 byte, cho phép 2^48 địa chỉ MAC khả dụng. Các địa chỉ 6-byte này thường được biểu diễn dưới dạng số hệ thập lục phân, với mỗi byte của địa chỉ được biểu diễn bằng một cặp số hệ thập lục phân.
Đặc tính của địa chỉ MAC?
- Mặc dù địa chỉ MAC được thiết kế để là vĩnh viễn, nhưng hiện nay có thể thay đổi địa chỉ MAC của một network adapter thông qua phần mềm.
- Một đặc điểm thú vị của địa chỉ MAC là không có adapter nào có cùng địa chỉ MAC.
Các network adapter được sản xuất ở nhiều quốc gia bởi nhiều công ty khác nhau, làm thế nào một công ty sản xuất network adapter ở Trung Quốc có thể đảm bảo rằng nó sử dụng các địa chỉ khác với một công ty sản xuất network adapter ở Việt nam?
Câu trả lời là IEEE quản lý không gian địa chỉ MAC. Cụ thể, khi một công ty muốn sản xuất adapter, họ sẽ mua một phần không gian địa chỉ bao gồm 2^24 địa chỉ với một khoản phí. IEEE phân bổ phần không gian 2^24 địa chỉ bằng cách cố định 24 bit đầu tiên của địa chỉ MAC và cho phép công ty tạo ra các tổ hợp độc đáo của 24 bit cuối cùng cho mỗi network adapter.
- Địa chỉ MAC của một network adapter có cấu trúc phẳng (khác với cấu trúc phân cấp) và không thay đổi bất kể adapter di chuyển đến đâu. Ví dụ: Một laptop với interface Ethernet luôn có cùng một địa chỉ MAC, bất kể máy tính di chuyển đến đâu. Một điện thoại thông minh với interface 802.11 luôn có cùng một địa chỉ MAC, bất kể điện thoại di chuyển đến đâu.
- Ngược lại, địa chỉ IP có cấu trúc phân cấp (tức là, một phần mạng và một phần máy host), và địa chỉ IP của một máy host cần phải được thay đổi khi máy host di chuyển, tức là thay đổi mạng mà nó đang kết nối.
- Địa chỉ MAC của một adapter tương tự như số cccd của mọi người, cũng có cấu trúc địa chỉ phẳng và không thay đổi dù người đó di chuyển đến đâu.
- Địa chỉ IP tương tự như địa chỉ gửi của một người, có cấu trúc phân cấp và cần phải thay đổi mỗi khi người đó di chuyển.
Cách hoạt động của địa chỉ MAC?
- Khi một adapter muốn gửi một frame đến adapter đích, adapter gửi sẽ chèn địa chỉ MAC của adapter đích vào frame và sau đó gửi frame vào mạng LAN. Một switch đôi khi broadcast một frame đến tất cả các cổng của nó. Do đó, một adapter có thể nhận được một frame không phải gửi đến nó. Khi một adapter nhận được một frame, nó sẽ kiểm tra xem địa chỉ MAC đích trong frame có khớp với địa chỉ MAC của chính nó không. Nếu có, adapter sẽ trích xuất datagram chứa trong frame và chuyển datagram lên tầng network. Nếu không khớp, adapter sẽ loại bỏ frame mà không chuyển datagram lên.
- Tuy nhiên, đôi khi một adapter muốn gửi đến tất cả các adapter khác trong mạng LAN xử lý frame mà nó sắp gửi. Trong trường hợp này, adapter gửi chèn một địa chỉ MAC broadcast đặc biệt vào trường địa chỉ đích của frame. Đối với các mạng LAN sử dụng địa chỉ 6 byte (như Ethernet và 802.11), địa chỉ phát sóng là một chuỗi 48 số 1 liên tiếp (tức là FF-FF-FF-FF-FF-FF theo ký hiệu hệ thập lục phân).
IV. Local Area Networks
1. MAC Address
Các máy host và router đều có địa chỉ liên kết (link-layer addresses). Chúng ta sẽ bắt đầu bằng việc tìm hiểu về cách các địa chỉ liên kết hoạt động và cách chúng được sử dụng để chuyển tiếp các frame dữ liệu trong mạng LAN.
Địa chỉ liên kết được nằm ở đâu?
- Thực tế, không phải các host và router mà chính các network adapter (network interfaces) mới có địa chỉ liên kết (link-layer addresses). Một máy host hoặc router với nhiều network interface sẽ có nhiều địa chỉ liên kết khác nhau, cũng như nó có nhiều địa chỉ IP khác nhau.
- Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là các switch lớp liên kết không có địa chỉ liên kết gán cho các interface kết nối với các máy host và router. Điều này là vì nhiệm vụ của switch ở lớp liên kết là chuyển tiếp các datagram giữa các máy host và router; switch thực hiện nhiệm vụ này một cách minh bạch, tức là không yêu cầu máy host hoặc router phải trực tiếp chỉ định địa chỉ frame cho switch trung gian.
Cấu tạo của địa chỉ MAC?
- Địa chỉ liên kết được gọi bằng nhiều tên khác nhau như địa chỉ LAN, địa chỉ vật lý hoặc địa chỉ MAC. Vì thuật ngữ MAC address là phổ biến nhất, từ giờ trở đi sẽ gọi địa chỉ liên kết là địa chỉ MAC.
- Đối với hầu hết các mạng LAN (bao gồm Ethernet và mạng LAN không dây 802.11), địa chỉ MAC dài 6 byte, cho phép 2^48 địa chỉ MAC khả dụng. Các địa chỉ 6-byte này thường được biểu diễn dưới dạng số hệ thập lục phân, với mỗi byte của địa chỉ được biểu diễn bằng một cặp số hệ thập lục phân.
Đặc tính của địa chỉ MAC?
- Mặc dù địa chỉ MAC được thiết kế để là vĩnh viễn, nhưng hiện nay có thể thay đổi địa chỉ MAC của một network adapter thông qua phần mềm.
- Một đặc điểm thú vị của địa chỉ MAC là không có adapter nào có cùng địa chỉ MAC.
Các network adapter được sản xuất ở nhiều quốc gia bởi nhiều công ty khác nhau, làm thế nào một công ty sản xuất network adapter ở Trung Quốc có thể đảm bảo rằng nó sử dụng các địa chỉ khác với một công ty sản xuất network adapter ở Việt nam?
Câu trả lời là IEEE quản lý không gian địa chỉ MAC. Cụ thể, khi một công ty muốn sản xuất adapter, họ sẽ mua một phần không gian địa chỉ bao gồm 2^24 địa chỉ với một khoản phí. IEEE phân bổ phần không gian 2^24 địa chỉ bằng cách cố định 24 bit đầu tiên của địa chỉ MAC và cho phép công ty tạo ra các tổ hợp độc đáo của 24 bit cuối cùng cho mỗi network adapter.
- Địa chỉ MAC của một network adapter có cấu trúc phẳng (khác với cấu trúc phân cấp) và không thay đổi bất kể adapter di chuyển đến đâu. Ví dụ: Một laptop với interface Ethernet luôn có cùng một địa chỉ MAC, bất kể máy tính di chuyển đến đâu. Một điện thoại thông minh với interface 802.11 luôn có cùng một địa chỉ MAC, bất kể điện thoại di chuyển đến đâu.
- Ngược lại, địa chỉ IP có cấu trúc phân cấp (tức là, một phần mạng và một phần máy host), và địa chỉ IP của một máy host cần phải được thay đổi khi máy host di chuyển, tức là thay đổi mạng mà nó đang kết nối.
- Địa chỉ MAC của một adapter tương tự như số cccd của mọi người, cũng có cấu trúc địa chỉ phẳng và không thay đổi dù người đó di chuyển đến đâu.
- Địa chỉ IP tương tự như địa chỉ gửi của một người, có cấu trúc phân cấp và cần phải thay đổi mỗi khi người đó di chuyển.
Cách hoạt động của địa chỉ MAC?
- Khi một adapter muốn gửi một frame đến adapter đích, adapter gửi sẽ chèn địa chỉ MAC của adapter đích vào frame và sau đó gửi frame vào mạng LAN. Một switch đôi khi broadcast một frame đến tất cả các cổng của nó. Do đó, một adapter có thể nhận được một frame không phải gửi đến nó. Khi một adapter nhận được một frame, nó sẽ kiểm tra xem địa chỉ MAC đích trong frame có khớp với địa chỉ MAC của chính nó không. Nếu có, adapter sẽ trích xuất datagram chứa trong frame và chuyển datagram lên tầng network. Nếu không khớp, adapter sẽ loại bỏ frame mà không chuyển datagram lên.
- Tuy nhiên, đôi khi một adapter muốn gửi đến tất cả các adapter khác trong mạng LAN xử lý frame mà nó sắp gửi. Trong trường hợp này, adapter gửi chèn một địa chỉ MAC broadcast đặc biệt vào trường địa chỉ đích của frame. Đối với các mạng LAN sử dụng địa chỉ 6 byte (như Ethernet và 802.11), địa chỉ phát sóng là một chuỗi 48 số 1 liên tiếp (tức là FF-FF-FF-FF-FF-FF theo ký hiệu hệ thập lục phân).
Attachments
Last edited:
