Как устроен интернет. Что такое MAC адрес.

16 January 2019

Начав изучать технологию передачи данных в глобальной сети, Мы узнаем много новых терминов и понятий. Узнавать все и сразу, достаточно сложно, так как новый термин требует привыкания и правильного его использования. А теперь по порядку.

пример получений сведений о сетевой карте.
пример получений сведений о сетевой карте.

1. MAC адрес - это физический адрес сетевого оборудования и как правило связан в первую очередь с технологией Ethernet. Был разработан ассоциацией IEEE (англ. Институт инженеров электротехники и электроники). Является уникальным адресом оборудования или можно сказать физическим адресом.

Обычно адрес представляется в виде 6 шестнадцатеричных чисел.

AA:BB:22:FF:33:55 Если перевести в двоичный код, то это 48 битное число.

10101010:10111011:00100010:11111111:00110011:01010101 Мы просто перевели число из 16-тиричного кода в двоичный. Всего с помощью такой адресации можно создать 281 474 976 710 656 адресов, этого точно хватит не на одно поколение.

привязка МАС адресов и номера портов в коммутаторе
привязка МАС адресов и номера портов в коммутаторе

МАС адрес можно разбить на две части: первые 3 байта (это 24 бита) закреплены за производителем оборудования. У одного производителя может быть несколько адресов или диапазон адресов, которые применяются. Вторая часть - это серийный номер данной модели оборудования. В итоге по серийному номер можно определить производителя и даже тип оборудования и сам адрес соответственно.

Теперь о том как этот адрес используется. При передаче данных на канальном уровне, все данные передаются кадрами. У каждого кадра в заголовке есть адрес источника и получателя. Коммутатор получая кадр, смотрит какой МАС адрес получателя стоит в заголовке кадра, и по нужному порту его отправляет. Аналогично и с маршрутизатором у которого есть таблица привязок IP адресов и MAC адресов. Заполняется она с помощью протокола ARP, можно с компьютера также узнать привязки адресов в сети командой arp -a.

Теперь переходим к самому интересному к моделированию работы в сети.

Предположим что у нас есть локальная сеть и правильно настроенный маршрутизатор, у всех компьютеров есть сетевые платы, они задействованы, но сетевые адреса могут быть не прописаны. Сеть соединена по принципу звезды с одним коммутатором и одним маршрутизатором.

Компьютер включился, инициализирует сетевое устройство и проверяет настроена ли сетевая плата или нет. После того как система понимает, что карта не настроена, отправляется DHCP запрос в сеть с широковещательным MAC адресом (то есть всем), мы же не знаем ничего о локальной сети. Широковещательный MAC адрес выглядит так FF:FF:FF:FF:FF:FF. В кадре есть и адрес отправителя - того устройства с которого отправили. Так как коммутатор тоже перезагружался, то его таблица тоже пустая. Но принимая этот кадр, он его отправит на все порты (так как адрес широковещательный) и запишет адрес отправителя себе в таблицу привязав его к заданному порту (с которого пришел кадр), в дальнейшем он будет кадры для этого получателя отправлять по заданному порту. После того широковещательный кадр дошел до маршрутизатора, он обрабатывается в маршрутизаторе и выдается на данное устройство сетевой адрес. То есть маршрутизатор хранит в себе таблицу соответствия МАС адресов и IP адресов. Далее маршрутиазтор отвечает на DHCP запрос и отправляет устройству (по его МАС адресу) кадр, в котором указан его IP адрес (сетевой адрес). Теперь коммутатор уже помнит МАС адрес компьютера и сразу переправляет только туда кадр. Таким образом мы увидели, что сетевые устройства, также ведут учет работающих устройств в сети. Теперь, когда в локальную (внутреннюю сеть) приходят IP пакеты из внешней сети, маршрутизатор, как правило уже понимает кому перенаправлять их (это его работа) и просто подставляя в кадр новый заголовок, с другим адресом получателя (иногда и IP адрес меняется с помощью NAT, но это другая история как раз с серыми и белыми IP) и своим адресом( маршуртизатора) отправителя.

Это все рассматривалось при работе с адресацией IPv4. У новой адресации IPv6, уже немного другие принципы работы.

Теперь предлагаем несколько команд, помогающих воочию увидеть детали пройденного материала.

В пуске меню строке Выполнить или Найти программы и файлы пишем cmd. Появляется черный экран с командной строкой. В нем и проверяем некоторые команды:

ipconfig /all - видим параметры сетевой платы.

arp -a - видим таблицу соответствия МАС адресов и IP адресов.

примеры команд
примеры команд
команда arp -a
команда arp -a

И на последок попробуйте выполнить команду tracert ya.ru.

Отметим, что данные команды работают только в ОС windows.

Если Вам понравилась публикация, подписывайтесь на канал, за Ваши лайки чаще показывают Наши публикации.
Для поиска публикаций через поисковые системы, просто вводите слово Вивитроника.
Свои комментарии можете предлагать в группе вконтакте,
Если есть вопросы или по желания, то пишите, через Обратную связь.
Канал телеграм.