关于网络MAC地址

一个MAC地址问题

经常会遇到客户反馈这样的问题：在进行以太网MAC地址设置测试(随便写的MAC地址)，发现有时候MAC地址会变成随机的MAC地址。

原因： MAC地址的第一个字节的最后一位是用来区分是多播还是单播的，0为单播，1为多播，我们的电脑或是设备的网卡都是单播的，所以不能为1。
一般网卡驱动都会去校验，如果校验为多播地址则认为是不符合规范的地址，就会生成一个随机MAC。

相关代码如下(include/linux/etherdevice.h)：

static inline bool is_multicast_ether_addr(const u8 *addr)
{
#if defined(CONFIG_HAVE_EFFICIENT_UNALIGNED_ACCESS)
	u32 a = *(const u32 *)addr;
#else
	u16 a = *(const u16 *)addr;
#endif
#ifdef __BIG_ENDIAN
	return 0x01 & (a >> ((sizeof(a) * 8) - 8));
#else
	return 0x01 & a;
#endif
}

/**
 * is_valid_ether_addr - Determine if the given Ethernet address is valid
 * @addr: Pointer to a six-byte array containing the Ethernet address
 *
 * Check that the Ethernet address (MAC) is not 00:00:00:00:00:00, is not
 * a multicast address, and is not FF:FF:FF:FF:FF:FF.
 *
 * Return true if the address is valid.
 *
 * Please note: addr must be aligned to u16.
 */
static inline bool is_valid_ether_addr(const u8 *addr)
{
	/* FF:FF:FF:FF:FF:FF is a multicast address so we don't need to
	 * explicitly check for it here. */
	return !is_multicast_ether_addr(addr) && !is_zero_ether_addr(addr);
}

MAC地址说明

MAC 地址（Media Access Control Address，媒体访问控制地址）是网络设备的唯一硬件标识符，用于在局域网（LAN）中识别设备。它是一个 48 位的地址，通常表示为 12 个十六进制字符，格式为 XX:XX:XX:YY:YY:YY 或 XX-XX-XX-YY-YY-YY。

MAC 地址的结构

MAC 地址由两部分组成：

  1. 前 24 位（XX:XX:XX ）：

    • 称为 OUI（Organizationally Unique Identifier，组织唯一标识符），用于标识设备制造商。
    • 由 IEEE 分配，每个制造商有唯一的 OUI。

  2. 后 24 位（YY:YY:YY ）：

    • 由制造商分配，用于标识具体的设备。
    • 确保同一制造商生产的设备具有唯一的 MAC 地址。

MAC 地址的类型

MAC 地址分为三种类型：

  1. 单播地址（Unicast Address）：

    • 用于标识唯一的网络设备。
    • 第一个字节的最低有效位（LSB）为 0。

  2. 多播地址（Multicast Address）：

    • 用于标识一组设备。
    • 第一个字节的最低有效位（LSB）为 1。

  3. 广播地址（Broadcast Address）：

    • 用于向局域网中的所有设备发送数据。
    • 固定为 FF:FF:FF:FF:FF:FF。

MAC 地址的作用

  • 设备识别： 在局域网中唯一标识设备。
  • 数据帧传输： 用于以太网帧的源地址和目的地址。
  • 网络管理： 用于设备分类、策略配置和故障排查。
  • 安全审计： 检测未知设备或潜在威胁。

MAC 地址的应用场景

  • ARP 协议： 将 IP 地址映射到 MAC 地址。
  • 交换机转发： 交换机根据 MAC 地址表转发数据帧。
  • 网络安全： 通过 MAC 地址过滤设备。
  • 设备管理： 识别和管理网络中的设备。

常见问题

Q1：MAC 地址会重复吗？

  • 理论上，每个 MAC 地址是唯一的。但由于某些原因（如伪造或配置错误），可能会出现重复。

Q2：MAC 地址可以被追踪吗？

  • 在局域网中，MAC 地址可以被追踪。但在互联网中，MAC 地址不会跨路由器传输。

Q3：如何保护 MAC 地址隐私？

  • 使用随机化 MAC 地址功能（如 iOS 和 Android 提供的功能）。
  • 在公共 Wi-Fi 中禁用 MAC 地址广播。