mac地址的長度是多少字節(jié) mac地址的長度是多少位？很多人不了解，今天各百科為大家?guī)硐嚓P(guān)內(nèi)容，下面一起來看看吧。

3.3.4以太網(wǎng)幀格式有兩種常用的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)：Ethernet V2和IEEE 802.3,Ethernet V2的MAC幀格式是使用最廣泛的一種。

圖3.18 MAC幀格式

傳輸介質(zhì)上的實(shí)際傳輸比MAC幀多8個字節(jié)。這是因?yàn)楫?dāng)一個站剛剛開始接收MAC幀時，由于適配器的時鐘還沒有與到達(dá)的比特流同步，所以MAC幀的第一個比特不能被接收，結(jié)果，整個MAC幀變得無用。為了在接收端快速實(shí)現(xiàn)比特同步，當(dāng)幀從數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)轿锢韺訒r，需要在幀前插入8個字節(jié)(由硬件產(chǎn)生)。它包括兩個領(lǐng)域：前導(dǎo)字段（前同步碼）和幀起始符字段（幀開始定界符）。

前導(dǎo)字段（前同步碼）：的形式為1010…1010(1和0交替編碼)，共7個字節(jié)。它的作用是使接收端的適配器在接收MAC幀時能夠快速調(diào)整自己的時鐘頻率，使其與發(fā)送端的時鐘同步，即實(shí)現(xiàn)“位同步”(即位同步)。

幀起始符（幀開始定界符）：固定格式的10101011,總共1個字節(jié)。它的前六位與前導(dǎo)碼的作用相同，后兩個連續(xù)的1告訴接收適配器“MAC幀信息即將到來，請注意接收”。

目的地址：,的目的MAC地址共6個字節(jié)。

源地址：,的源MAC地址共6個字節(jié)。

標(biāo)識類型：,上層使用的協(xié)議，以便將接收到的MAC幀數(shù)據(jù)移交給上層協(xié)議，總共2個字節(jié)。如果2個字節(jié)是16位，可以識別0~65535(2的16次方=65535)。

0~1500用來表示長度值，1536~65535(0x0600~0xFFFF)用來描述類型值。

數(shù)據(jù)：,上層的協(xié)議數(shù)據(jù)，長度為0~1500字節(jié)。

確保填充：的最小幀長為64字節(jié)，長度為0~46字節(jié)。

校驗(yàn)和（FCS）：4字節(jié)32位循環(huán)冗余碼，檢查范圍不包括前導(dǎo)字段和幀起始符字段。.

上面的幀格式中沒有“幀尾定界符”，那么接收方是如何確定幀尾的呢？

以太網(wǎng)采用曼徹斯特編碼，曼徹斯特編碼的每一個符號(無論符號是1還是0)中間都要有一個跳變(電壓由低到高或由高到低)。當(dāng)發(fā)送方發(fā)送完一個以太網(wǎng)幀后，它將不再發(fā)送其他符號。因此，發(fā)送方網(wǎng)絡(luò)適配器接口上的電壓不再變化，因此接收方可以輕松找到以太網(wǎng)幀的結(jié)束位置。從該位置開始計數(shù)4個字節(jié)(FCS字段長度為4個字節(jié))以確定數(shù)據(jù)字段的結(jié)束位置。

以太網(wǎng)最小幀長為64字節(jié)，是指從目的地址到校驗(yàn)和（FCS）的長度。

當(dāng)數(shù)據(jù)字段的長度小于46字節(jié)時，數(shù)據(jù)鏈路層會在數(shù)據(jù)字段的后面加入一個整數(shù)字節(jié)的填充字段，以保證以太網(wǎng)的MAC幀長不小于64字節(jié)。

有效的MAC幀長度為64~1518字節(jié)。

3.3.5交換式以太網(wǎng)集線器（hub）,的功能就像網(wǎng)線一樣，是向其他端口發(fā)送數(shù)字信號，它無法識別哪些數(shù)字信號是前導(dǎo)、幀定界符和網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)頭。所以集線器只是把接收到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行放大以達(dá)到增加傳輸距離的目的，集線器和網(wǎng)線一樣工作在物理層。

圖3.19多個集線器組成的以太網(wǎng)

如圖3.19所示，多個集線器組成的以太網(wǎng)形成了一個很大的“沖突域”。隨著以太網(wǎng)中計算機(jī)數(shù)量的增加，網(wǎng)絡(luò)利用率會大大降低。

為了把沖突控制在小范圍內(nèi)，出現(xiàn)了“橋”這樣的裝置。網(wǎng)橋的接口存儲數(shù)據(jù)幀，然后根據(jù)幀的目的MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀?！熬W(wǎng)橋”工作在數(shù)據(jù)鏈路層，可以隔離“沖突域”。

圖3.20網(wǎng)橋隔離沖突域

隨著技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)橋的接口越來越多，逐漸取代了集線器。網(wǎng)橋的接口直接連接計算機(jī)，最后發(fā)展成現(xiàn)在的交換機(jī)(交換機(jī)本質(zhì)上是多接口網(wǎng)橋)。

集線器(工作在物理層)-網(wǎng)橋(工作在數(shù)據(jù)鏈路層)-交換機(jī)(工作在數(shù)據(jù)鏈路層的第2層交換機(jī))

根據(jù)交換機(jī)的MAC地址，對接收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和過濾，當(dāng)收到一個幀時，它不會發(fā)送到所有路由器。

交換機(jī)剛接入以太網(wǎng)時，其MAC地址表是空的，交換機(jī)會在計算機(jī)通信過程中自動構(gòu)建MAC地址表（自學(xué)習(xí)）。

假設(shè)交換機(jī)的接口1、2、3、4分別連著計算機(jī)A、B、C、D，計算機(jī)A、B、C、D的MAC地址分別為MA、MB、MC、MD。

圖3.21 交換機(jī)組網(wǎng)

A向B發(fā)送一幀，從接口1接入到交換機(jī)，交換機(jī)收到幀后，先查找MAC地址表，由于此時的MAC地址表是空的，沒有查到應(yīng)從哪個接口轉(zhuǎn)發(fā)該幀。此時，交換機(jī)把該幀的源地址MA和接口1寫入MAC地址表中，并向接口1以外的所有接口廣播這個幀。

當(dāng)計算機(jī)B、C、D收到廣播的這個幀時，C、D將丟棄這個幀（因?yàn)槟康牡刂繁砻娌皇墙o自己的），只有計算機(jī)B收下這個目的地址正確的幀。

此時，MAC地址表中新寫入了（接口1，地址MA）的項(xiàng)目，那么以后不管從哪一個接口收到幀，只要其目的地址是MA，就應(yīng)當(dāng)把收到的幀從接口1轉(zhuǎn)發(fā)出去。

接著計算機(jī)B通過接口2向A發(fā)送一幀，交換機(jī)收到幀后，查找MAC地址表，發(fā)現(xiàn)MAC地址表中有計算機(jī)A的地址MA，表面要發(fā)送給A的幀（即目的地址為MA的幀）應(yīng)從接口1轉(zhuǎn)發(fā)。于是就把這個幀傳送到接口1轉(zhuǎn)發(fā)給計算機(jī)A。交換機(jī)把該幀的源地址MB和接口2寫入MAC地址表中，由于地址表中已經(jīng)有了A的地址MA，此時就沒有必要廣播收到的幀了。

計算機(jī)C或D只要向其它主機(jī)發(fā)送幀，交換機(jī)中的MAC地址表就會把轉(zhuǎn)發(fā)到C或D的幀應(yīng)當(dāng)經(jīng)過接口3或4寫入到MAC地址表中。

為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)發(fā)生的調(diào)整，MAC地址表中的每個項(xiàng)目都有一定的有效時間，過期會被自動刪除。

使用交換機(jī)組網(wǎng)與集線器組網(wǎng)相比有以下特點(diǎn)：

（1）端口獨(dú)享帶寬

交換機(jī)的每個端口獨(dú)享端口。例如10M交換機(jī)的每個端口帶寬是10M，24口的10M交換機(jī)，其總的交換能力是240M。而集線器還是10M。

（2）安全

使用交換機(jī)組網(wǎng)比集線器組網(wǎng)安全。

（3）全雙工通信

（4）不再使用CSMA/CD協(xié)議

由于使用全雙工通信，數(shù)據(jù)鏈路層就不再需要使用CSMA/CD協(xié)議了，但是我們還是把交換機(jī)組建的網(wǎng)絡(luò)稱為以太網(wǎng)，是因?yàn)閹袷胶鸵蕴W(wǎng)一樣。

（5）接口可以工作在不同的速率

交換機(jī)使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)，也就是交換機(jī)的每一個接口都可以存儲幀，從其它接口轉(zhuǎn)發(fā)出去時，可以使用不同的速率。

（6）轉(zhuǎn)發(fā)廣播幀

廣播幀會轉(zhuǎn)發(fā)到除了發(fā)送端口以外的全部端口。廣播幀就是指MAC地址48位二進(jìn)制全是1。

交換機(jī)組建的以太網(wǎng)就是一個“廣播域”。

圖3.22 交換機(jī)隔絕沖突域

3.3.6 虛擬局域網(wǎng)（VLAN）IEEE 802.1Q中，對虛擬局域網(wǎng)VLAN是這樣定義的：

虛擬局域網(wǎng)VLAN是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組，而這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個VLAN的幀都有一個明確的標(biāo)識符，指明發(fā)送這個幀的計算機(jī)屬于哪一個VLAN。

圖3.23 虛擬局域網(wǎng)VLAN

虛擬局域網(wǎng)協(xié)議允許在以太網(wǎng)的幀格式中插入一個4字節(jié)的標(biāo)示符，稱為VLAN標(biāo)記（tag），用來指明發(fā)送該幀的計算機(jī)屬于哪一個虛擬局域網(wǎng)。插入VLAN標(biāo)記得出的幀稱為802.1Q幀。顯然，如果還使用原來的以太網(wǎng)幀格式，那么就無法區(qū)分是否劃分了虛擬局域網(wǎng)。如圖3.22 所示在紅色粗線鏈路上傳輸?shù)膸?02.1Q幀，在其它鏈路上傳輸?shù)娜匀皇瞧胀ǖ囊蕴W(wǎng)幀。

圖3.24 802.1Q幀格式

VLAN標(biāo)記的前2個字節(jié)總是設(shè)置為0x8100（即二進(jìn)制的10000001 00000000），稱為IEEE 802.1Q標(biāo)記類型。

當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路層檢測到MAC幀的源地址字段后面的2個字節(jié)的值是0x8100時，就知道現(xiàn)在插入了4字節(jié)的VLAN標(biāo)記。于是接著檢查后面2個字節(jié)的內(nèi)容。在后面的2個字節(jié)中，前3位是用戶優(yōu)先級字段，接著的1位是規(guī)范格式指示符CFI，最后的12位是該虛擬局域網(wǎng)VLAN標(biāo)示符，它唯一地標(biāo)示了這個以太網(wǎng)幀屬于哪一個VLAN。

由于用于VLAN的以太網(wǎng)幀的首部增加了4個字節(jié)，因此以太網(wǎng)的最大幀長從原來的1518字節(jié)變?yōu)?522字節(jié)。

3.3.7 生成樹協(xié)議（STP）我們常見的企業(yè)局域網(wǎng)如圖3.25所示，這樣組建的局域網(wǎng)有一個弊端就是當(dāng)匯聚層交換機(jī)一旦發(fā)生故障，那所有連接匯聚層交換機(jī)的設(shè)備將無法工作?；蛘弋?dāng)接入層交換機(jī)出現(xiàn)故障，那么連接到接入層交換機(jī)的計算機(jī)將無法訪問服務(wù)器。

圖3.25 單匯聚層局域網(wǎng)

為了讓交換機(jī)組建的網(wǎng)絡(luò)更加可靠，通常會在網(wǎng)絡(luò)中部署兩臺匯聚層交換機(jī)，這樣即便有一臺匯聚層交換機(jī)發(fā)生故障或者有一條鏈路出現(xiàn)問題，接入層交換機(jī)也可以通過另一臺匯聚層交換機(jī)訪問服務(wù)器。

圖3.26 雙匯聚層局域網(wǎng)

但是像這樣組建的網(wǎng)絡(luò)又帶來了新的問題“形成環(huán)路”。如果網(wǎng)絡(luò)中計算機(jī)A發(fā)送廣播幀，廣播幀會在環(huán)路中一直轉(zhuǎn)發(fā)，占用交換機(jī)的接口帶寬，消耗交換機(jī)的資源，網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)會一直重復(fù)收到該幀，影響計算機(jī)接收正常通信的幀，這就是廣播風(fēng)暴。

圖3.27 廣播風(fēng)暴

為了解決雙匯聚層交換機(jī)產(chǎn)生環(huán)路的問題，就有了生成樹協(xié)議（因?yàn)闃湫谓Y(jié)構(gòu)是沒有環(huán)路問題的）。生成樹協(xié)議是IEE802.1D中定義的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，可應(yīng)用于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立，主要作用是防止交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的冗余鏈路形成環(huán)路工作。

生成樹協(xié)議將交換機(jī)的某些端口設(shè)置成阻斷狀態(tài)，這些端口就不再轉(zhuǎn)發(fā)計算機(jī)發(fā)送的任何數(shù)據(jù)，一旦鏈路發(fā)生變化，生成樹協(xié)議將重新設(shè)置端口的阻斷或轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)。

注：虛擬局域網(wǎng)（VLAN）和生成樹協(xié)議（STP）在后續(xù)章節(jié)會詳細(xì)講述。

（未完待續(xù)）