Що таке MAC-адреса? Як це працює в тандемі з IP-адресами?

Якщо ви хочете надіслати листа, вам потрібна адреса одержувача. Адреса є ідентифікаційною ознакою, яка допомагає листоноші знати, куди потрібно надіслати листа, тому адреса має бути унікальною. Два будинки не можуть мати однакову адресу, інакше виникне плутанина.

Інтернет працює подібно до поштової служби. Замість надсилання повідомлень пристрої надсилають «пакети даних», і IP-адреса або MAC-адреса визначають, куди ці пакети даних будуть спрямовані. У сьогоднішній статті мова піде про те, як ці дві адреси працюють паралельно один з одним.

Зміст статті

• Що таке IP-адреса?
• Що таке MAC-адреса?
• Як IP-адреси та MAC-адреси працюють у тандемі?
  • Міст між MAC-адресою та IP-адресою: ARP
  • Приклад комп’ютера А та комп’ютера Б
• Основна відмінність між MAC-адресою та IP-адресою
  • MAC-адреси є постійними, тоді як IP-адреси є динамічними
  • Кожна адреса має унікальну структуру адреси
  • Розташовані на різних рівнях моделі OSI
• Слабкі сторони IP-адрес і MAC-адрес

Що таке IP-адреса?

IP-адреса (Інтернет-протокол) – це ідентифікаційний номер для частини мережевого обладнання. Пристрої в мережі мають різні IP-адреси, подібні до домашніх або робочих адрес. Пристрої використовують IP-адреси для зв’язку один з одним через мережу.

Quantrimang має довгу статтю про IP-адреси, як брошуру. Для отримання більш детальної інформації прочитайте статтю: Що таке IP-адреса?

Що таке MAC-адреса?

MAC-адреса ідентифікує унікальний «мережевий інтерфейс» у пристрої. У той час як IP-адреси призначаються провайдером і можуть бути перепризначені, коли пристрій підключається або від’єднується, MAC-адреса прив’язана до фізичного адаптера та призначається виробником.

MAC-адреса — це рядок із 12 цифр, де кожна цифра може бути будь-якою цифрою від 0 до 9 або літерою від A до F. Для зручності читання рядок поділено на блоки. Є три популярні формати, перший формат є найпопулярнішим і кращим:

1. 68:7F:74:12:34:56
2. 68-7Ф-74-12-34-56
3. 687.F74.123.456

Перші 6 цифр (так звані «префікс») представляють виробника адаптера, тоді як останні 6 цифр представляють унікальний ідентифікатор конкретного адаптера. MAC-адреса не містить інформації про те, до якої мережі підключено пристрій.

Як IP-адреси та MAC-адреси працюють у тандемі?

Міст між MAC-адресою та IP-адресою: ARP

Хоча MAC-адреси та IP-адреси мають багато відмінностей, вони не працюють незалежно одна від одної. Протокол розпізнавання адрес (ARP) є мостом, що з’єднує їх. Цей протокол працює між рівнем 2 і рівнем 3 у локальній мережі (LAN) . Він відображає адреси IPv4 на MAC-адреси мережевих пристроїв і навпаки.

Примітка : IPv4 використовує протокол ARP. У новіших мережах IPv6 протокол Neighbor Discovery Protocol забезпечує еквівалентну функціональність.

Ось як це працює: один пристрій хоче зв’язатися з іншим пристроєм у сегменті локальної мережі. Він поміщає свій запит як з IP-адресою джерела, так і з IP-адресою призначення в один IP-пакет. Потім кадр Ethernet інкапсулює IP-пакет. Цей кадр містить MAC-адреси джерела та призначення. Але іноді MAC-адреса цільового пристрою невідома.

Приклад комп’ютера А та комп’ютера Б

Комп’ютер A хоче надіслати IP-пакет комп’ютеру B. Але він не знає MAC-адреси комп’ютера B. Потім комп’ютер A передасть ARP-запит, отриманий усіма комп’ютерами в сегменті локальної мережі.

По суті, запит передає: «Це моя IP-адреса. Це моя MAC-адреса. І я шукаю MAC-адресу, пов’язану з цією IP-адресою. Якщо ця IP-адреса ваша, дайте відповідь і надайте мені свою MAC-адресу.

Як ARP працює з IP-адресами та MAC-адресами

Комп’ютер B отримує ARP-запит і виконує дві дії.

По-перше, кожен пристрій має власну таблицю ARP. Щоразу, коли комп’ютер хоче надіслати пакет через локальну мережу, він спочатку переглядає свою таблицю ARP. Якщо запис для комп’ютера A ще не існує в таблиці комп’ютера B, буде створено новий запис. MAC- та IP-адреси комп’ютера A буде додано на основі того, що міститься у кадрі.

Потім буде надіслано відповідь ARP із IP-адресою та MAC-адресою. Комп’ютер А отримає відповідь і додасть інформацію до своєї таблиці ARP. З відповідною MAC-адресою комп’ютер A тепер може надсилати кадри Ethernet на комп’ютер B.

Важливо зауважити, що хоча IP-адресу можна легко знайти для будь-кого, MAC-адресу нелегко знайти іншим. Коли IP-пакет залишає вашу локальну мережу та проходить через маршрутизатор, його заголовок із MAC-адресою відкидається. Тому будь-хто за межами локальної мережі ніколи не побачить ваш MAC у IP-пакеті (якщо програма не надішле його як дані).

Основна відмінність між MAC-адресою та IP-адресою

MAC-адреси є постійними, тоді як IP-адреси є динамічними

Оскільки MAC-адреса призначається мережевій карті чи іншому апаратному забезпеченню, вона ніколи не змінюється сама по собі (але багато мережевих інтерфейсів підтримують зміну MAC-адреси). З іншого боку, багато IP-адрес є динамічними, періодично змінюються залежно від часу або характеристик налаштувань мережі.

Кожна адреса має унікальну структуру адреси

MAC-адреса – це 48-бітна шістнадцяткова адреса. Зазвичай він складається з 6 наборів по 2 цифри або символи, розділених двокрапками. Приклад MAC-адреси виглядатиме так: 00:00:5e:00:53:af.

Багато виробників мережевих карт та іншого обладнання використовують подібний рядок на початку MAC-адреси продуктів, які вони виробляють. Це називається організаційно унікальним ідентифікатором (OUI). OUI зазвичай це перші 3 байти цифри або символу. IEEE (Інститут інженерів з електротехніки та електроніки) керує OUI для виробників.

Тим часом адреса IPv4 — це 32-розрядне ціле число, представлене в шістнадцятковій системі запису. Більш поширеним форматом, який називається десятковим або десятковим із крапками, є xxxx, де кожен x може бути будь-яким значенням від 0 до 255. Наприклад, 192.0.2.146 є дійсною адресою IPv4.

Розташовані на різних рівнях моделі OSI

MAC-адреси та IP-адреси також знаходяться на різних рівнях моделі OSI (Open Systems Interconnection). Модель OSI — це концептуальна основа, яка використовує сім рівнів абстракції для опису всіх функцій телекомунікаційної системи. У моделі OSI підрівень MAC канального рівня (рівень 2) реалізує MAC-адреси. Тим часом IP-адреса працює на мережевому рівні (рівні 3) моделі.

Слабкі сторони IP-адрес і MAC-адрес

Пам’ятаєте, як IP-адреса відображає з’єднання пристрою з провайдером? Що робити, якщо другий пристрій підключається до основного пристрою та каналізує всю веб-активність через цей пристрій? Для решти користувачів Інтернету діяльність другого пристрою виглядає як основний.

Таким чином ви приховуєте свою IP-адресу від інших. Хоча в цьому немає нічого поганого, це може призвести до проблем із безпекою. Наприклад, зловмисний хакер, який ховається за проксі-сервером , може сильно ускладнити його відстеження.

Інший ризик полягає в тому, що IP-адреси можна відстежити . Ви були б здивовані, що хтось може зробити лише з вашою IP-адресою.

Крім того, існує потенційна проблема конфліктів IP-адрес , коли два чи більше пристроїв мають одну IP-адресу. В основному це відбувається в локальній мережі, але через дефіцит адрес IPv4 незабаром може поширитися по всьому Інтернету.

Що стосується MAC-адрес, вам потрібно знати лише одну річ: змінити MAC-адресу пристрою дуже легко. Це не відповідає меті унікального ідентифікатора, призначеного виробником, оскільки будь-хто може «підробити» MAC-адресу іншої особи. Це також робить такі функції, як фільтри MAC, майже марними.

Незважаючи на це, IP-адреси та MAC-адреси є корисними та важливими, тому вони не скоро зникнуть. Сподіваюся, тепер ви розумієте, що це таке, як вони працюють і навіщо вони вам потрібні.

Якщо у вас виникли запитання чи інші поради чи пояснення, поділіться з нами в розділі коментарів нижче!

Побачити більше:

• Як дізнатися IP-адресу іншого комп'ютера в локальній мережі
• Знайдіть IP-адресу та MAC-адресу
• Знайомство з адресами IPv6