MAC 地址为什么不需要全球唯一( 二 )


  1. 源主机会向当前局域网中发送 ARP 请求,目标的 MAC 地址是 FF-FF-FF-FF-FF-FF,这表示当前请求是一个广播请求,局域网内的所有设备都会收到该请求;
  2. 接收到 ARP 请求的主机都会检查目的 IP 和自己的 IP 地址是否一致;
    1. 如果 IP 地址不一致,主机会忽略当前的 ARP 请求;
    2. 如果 IP 地址一致,主机会直接向源主机发送 ARP 响应;
  3. 源主机在接收到 ARP 的响应之后,会更新本地的缓存表并继续向目的主机发送数据;

MAC 地址为什么不需要全球唯一

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图 4 - 地址解析协议
在局域网中我们一般会使用集线器(Hub)或者交换机(Switch)来连接不同的网络设备 。因为在集线器连接的局域网中,所有的数据帧都会被广播给局域网内的全部主机,所以使用相同的 MAC 地址一般也不会出现太多的问题;但是交换机会学习局域网中不同设备的 MAC 地址并将数据帧转发给特定主机,所以如果局域网是由交换机构成的,就会影响网络的通信 。
MAC 地址为什么不需要全球唯一

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图 5 - 集线器和交换机
假设局域网中的具有两台 MAC 地址完全相同的网络设备 A 和 B,即6e:77:0f:b8:8b:6b,当设备 A 想要向设备 B 发送以太网帧时会遇到如下所示的情况:
  1. 设备 A 在构造的以太网帧中将源地址和目的地址都设置为 6e:77:0f:b8:8b:6b 并向交换机发送数据;
  2. 交换机接收到了设备 A 发送的数据帧后,会从数据帧的源地址学习到设备 A 的 MAC 地址并将 6e:77:0f:b8:8b:6b -> A 这条记录插入本地缓存中;
  3. 交换机发现收到数据帧的目的地址会指向了网络设备 A,所以它会将该数据转发回 A;
因为交换机的 MAC 地址学习策略,所以我们不能在同一个局域网中使用相同的 MAC 地址,但是因为 MAC 地址是链路层网络中的概念,跨局域网的网络传输需要通过网络层的 IP 协议,所以在不同的局域网中使用相同的 MAC 地址就不存在类似的问题了 。
总结MAC 地址是链路层网络中的重要概念,在局域网中会通过 MAC 地址转发以太网数据帧,全球唯一的 MAC 地址是非常理想的情况,然而在实际的网络场景中,我们不需要保证如此强的限制:
  • MAC 地址可以通过软件进行修改,而第三方的山寨厂商不会在 IEEE 中申请独立的 MAC 地址段,它们也可能会盗用其他厂商申请的 MAC 地址;
  • 保证 MAC 地址在局域网中唯一就不会造成网络问题,不同局域网中的 MAC 地址可以相同;
上述的结论不是说全球唯一的 MAC 地址没有意义,与此相反,我们应该尽可能保证 MAC 地址的唯一,这样在组建局域网时才不需要手动确认所有设备的 MAC 地址,减少网络工程师的工作量 。到最后,我们还是来看一些比较开放的相关问题,有兴趣的读者可以仔细思考一下下面的问题:
  • MAC 地址和 IP 地址之间有什么样的关系?
  • 为什么我们有了 MAC 地址还需要 IP 地址?




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