Wofür genau wird eine MAC-Adresse verwendet?

Jede Hardware in Ihrem lokalen Netzwerk hat eine MAC-Adresse zusätzlich zu der vom lokalen Router oder Server zugewiesenen IP-Adresse. Was genau ist die MAC-Adresse für?

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Die Frage

SuperUser-Leser Vishnu Vivek ist neugierig auf MAC-Adressen und ihre Funktion:

Ich verstehe, dass IP-Adressen hierarchisch sind, so dass Router im Internet wissen, in welche Richtung ein Paket weitergeleitet wird. Bei MAC-Adressen gibt es keine Hierarchie, und daher wäre eine Paketweiterleitung nicht möglich. MAC-Adressen werden also nicht für die Paketübertragung verwendet.

Ich glaube nicht, dass es ohne Grund da sitzt. Meine Frage ist also, wo genau eine MAC-Adresse während einer Paketübertragung ins Spiel kommt?

Wo in der Tat Was ist die spezifische Funktion der MAC-Adresse??

Die Antwort

SuperUser-Mitwirkender Werner Henze gibt einen Einblick in die Funktion der MAC-Adresse:

Wozu werden MAC-Adressen verwendet??

MAC-Adressen sind die grundlegenden Grundlagen, auf denen Ihr Ethernet-basiertes Netzwerk funktioniert.

Netzwerkkarten haben jeweils eine eindeutige MAC-Adresse. Pakete, die über das Ethernet gesendet werden, stammen immer von einer MAC-Adresse und werden an eine MAC-Adresse gesendet. Wenn ein Netzwerkadapter ein Paket empfängt, vergleicht er die Ziel-MAC-Adresse des Pakets mit der eigenen MAC-Adresse des Adapters. Wenn die Adressen übereinstimmen, wird das Paket verarbeitet, andernfalls wird es verworfen.

Es gibt spezielle MAC-Adressen, eine ist zum Beispiel ff: ff: ff: ff: ff: ff. Dies ist die Broadcast-Adresse und adressiert jeden Netzwerkadapter im Netzwerk.

Wie arbeiten IP-Adressen und MAC-Adressen zusammen??

IP ist ein Protokoll, das auf einer Schicht über Ethernet verwendet wird. Ein anderes Protokoll wäre zum Beispiel IPX.

Wenn Ihr Computer ein Paket an eine IP-Adresse x.x.x.x senden möchte, prüfen Sie zunächst, ob sich die Zieladresse im selben IP-Netzwerk befindet wie der Computer selbst. Befindet sich x.x.x.x im selben Netzwerk, kann die Ziel-IP direkt erreicht werden, andernfalls muss das Paket an den konfigurierten Router gesendet werden.

Bisher scheint sich die Situation noch verschlimmert zu haben, denn jetzt haben wir zwei IP-Adressen: Eine ist die Zieladresse des ursprünglichen IP-Pakets, die andere ist die IP des Geräts, an das das Paket gesendet werden soll (der nächste Hop ist entweder der letzte Ziel oder der Router).

Da Ethernet MAC-Adressen verwendet, muss der Absender die MAC-Adresse des nächsten Hops abrufen. Hierfür wird ein spezielles Protokoll ARP (Address Resolution Protocol) verwendet. Nachdem der Absender die MAC-Adresse des nächsten Hops abgerufen hat, schreibt er diese Ziel-MAC-Adresse in das Paket und sendet das Paket.

Wie funktioniert ARP??

ARP selbst ist ein Protokoll über Ethernet, wie IP oder IPX. Wenn ein Gerät die MAC-Adresse für eine bestimmte IP-Adresse erfahren möchte, sendet es ein Paket an die Broadcast-MAC-Adresse und fragt nach "Wer hat die IP-Adresse yyyy?". Alle Geräte empfangen dieses Paket, aber nur das mit der IP-Adresse yyyy wird antworten mit einem Paket "Ich bin es". Das fragende Gerät erhält die Antwort und weiß jetzt, dass die Quell-MAC-Adresse die richtige MAC-Adresse ist. Natürlich wird das Ergebnis zwischengespeichert, sodass das Gerät die MAC-Adresse nicht jedes Mal auflösen muss.

Routing

Ich habe fast vergessen zu erwähnen: Es gibt kein Routing basierend auf MAC-Adressen. Low-Level-Ethernet- und MAC-Adressen können nur jedes Gerät auf der erreichen gleich Netzwerk (verkabelt oder drahtlos). Wenn Sie zwei Netzwerke mit einem Router dazwischen haben, können Sie kein Gerät im Netzwerk A haben, das ein Paket an die MAC-Adresse eines Geräts im Netzwerk B sendet. Kein Gerät im Netzwerk A hat die MAC-Adresse des Geräts im Netzwerk B, also a Paket an diese MAC-Adresse wird von allen Geräten im Netzwerk A (auch vom Router) verworfen..

Das Routing erfolgt auf IP-Ebene. Einfach gesehen, tut der Router genau das, was ich oben im Abschnitt "Wie funktionieren IP-Adressen und MAC-Adressen?" Beschrieben werden. Der Router empfängt Pakete für seine eigene MAC-Adresse, jedoch für eine andere IP-Adresse. Er überprüft dann, ob er die Ziel-IP-Adresse direkt erreichen kann. Wenn ja, schickt er das Paket zum Ziel. Ansonsten hat der Router selbst auch einen Upstream-Router konfiguriert und sendet das Paket an diesen Router.

Natürlich können Sie auch mehrere Router konfigurieren. Ihr Heimrouter verfügt nur über einen konfigurierten Upstream-Router. Im Internet-Backbone verfügen die großen Router jedoch über große Routing-Tabellen, so dass sie die besten Möglichkeiten für alle Pakete kennen.

Andere Anwendungsfälle für MAC-Adressen

1. Netzwerk-Switches speichern eine Liste von MAC-Adressen, die an jedem Port angezeigt werden, und leiten Pakete nur an die Ports weiter, die das Paket sehen müssen.
2. Drahtlose Zugangspunkte verwenden häufig MAC-Adressen zur Zugriffskontrolle. Sie erlauben nur den Zugriff auf bekannte Geräte (MAC-Adresse ist eindeutig und identifiziert Geräte) mit der richtigen Passphrase.
3. DHCP-Server verwenden die MAC-Adresse, um Geräte zu identifizieren und einigen Geräten feste IP-Adressen zu geben.

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