什么是MAC地址(我的MAC地址是多少)
序
MAC(媒体访问控制)地址用于定义网络设备的位置。MAC地址由48位长、12位十六进制数字组成，其中从左到右，0到23位是厂商向IETF等机构申请的标识厂商的代码，24到47位是厂商自己分配的，是各个厂商生产的所有网卡的唯一编号。
MAC地址可以分为3种类型:
01知道MAC地址
交换机的MAC地址分为系统MAC和接口MAC。
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接口MAC包括管理网络接口MAC、VLANIF接口MAC、二层物理接口MAC、三层路由主接口MAC、子接口MAC、二层Eth-Trunk接口MAC和三层Eth-Trunk接口MAC。
MAC，也就是我们所说的设备MAC，可以通过命令display bridge mac-address查看。管理网端口MAC、子接口MAC、二层物理接口MAC和二层Eth-Trunk接口MAC相同，使用系统MAC。其他接口的MAC与系统MAC不一致，具体MAC地址可以通过显示界面查看。
1.1 MAC原则
MAC地址的定义和分类
MAC地址表的定义
MAC地址表记录了交换机获知的其他设备和接口的MAC地址与接口所属的VLAN之间的对应关系。设备转发报文时，根据报文的目的MAC地址查询MAC地址表，如果MAC地址表中包含与报文的目的MAC地址对应的条目，则直接通过条目中的输出接口转发报文；如果MAC地址表不包含与报文的目的MAC地址相对应的条目，设备将通过广播在除了它所属的VLAN中的接收接口之外的所有接口上转发报文。
MAC地址表的分类
MAC地址表中的条目分为动态条目、静态条目和黑洞条目。此外，交换机的MAC地址表还包含服务类型的MAC地址表条目，例如安全MAC、MUX MAC、Authen MAC、Guest MAC等。类MAC地址条目由相应的服务维护，一般通过动态条目转换。
表2-1不同MAC地址表的特性和功能
MAC地址表的组成和功能
MAC地址表的组成
MAC地址表通过使用MAC地址和VLAN ID或VSI作为索引来唯一标识。当目的主机属于多个VLAN或VSI时，同一MAC地址在MAC地址表中会有多个不同的VLAN ID或VSI。表2-2中有四个不同的MAC地址条目。例如，第一个MAC地址表项的作用是:从设备的任一接口输入的目的MAC为0011-0022-0034，VLAN ID为10的报文将从GE3/0/1接口转发出去。
表2-2 MAC地址条目
MAC地址表的功能
MAC地址表用于指导消息的单播转发。如图2-1所示，当PC1发往PC3的报文到达交换机时，根据报文中的目的MAC地址MAC3和VLAN10查询交换机的MAC地址表，得到接口Port3。然后，报文直接从接口Port3转发到PC3，数据转发完成。
图2-1基于MAC地址表的转发流程图
MAC地址学习和老化
MAC地址学习过程
通常，MAC地址表是通过设备自动学习接收到的数据帧中的源MAC地址来建立的。
图2-2 MAC地址学习示意图
如图2-2所示，当HostA向SwitchA发送数据时，SwitchA从数据帧中解析出源MAC地址(即HostA的MAC地址)和VLAN ID。
因此，当设备接收到数据帧时，它将触发MAC地址的学习和刷新。当设备有多个接口板时，为了避免不必要的广播报文，提高报文转发速度，每个接口板学习到的MAC地址表项会自动同步到其他板。
MAC地址老化过程
为了适应网络的变化，MAC表需要不断更新。MAC表中自动生成的条目(即动态条目)并不总是有效的。每个条目都有一个生命周期，生命周期后未更新的条目将被删除。这个生命周期被称为老化时间。如果记录在达到生命周期之前更新，则重新计算该条目的老化时间。
图2-3 MAC地址老化过程示意图
如图2-3所示，设备MAC地址老化时间设置为t，在t1时刻，一条活动MAC地址为00e0-fc00-0001，VLAN为1的报文从一个接口进入。假设该接口已经加入VLAN 1。如果在先前的MAC地址表中没有关于(MAC: 00e0-fc00-0001，VLAN: 1)的任何类型的条目，那么该地址将作为动态MAC地址条目被学习到地址表中，并且该条目的hit标志位将被设置为1。
设备定期(每次T通过时)检查所有学习到的动态MAC地址条目。
如上所述，通过自动老化，动态表项在MAC地址表中存在的最短时间在设备配置的老化时间T和2T之间。
MAC地址老化时间可以手动设置。通过设置这个时间，可以灵活控制动态学习的MAC表条目在MAC地址表中存在的时间。
MAC地址学习控制
由于MAC地址表的容量是有限的，当黑客伪造大量不同源MAC地址的报文发送到设备上时，设备上的MAC地址表项资源可能会被耗尽。当MAC表填满后，即使再次接收到正常报文，也无法学习到报文中的源MAC地址，导致报文广播转发，浪费带宽资源。
为了解决上述问题，设备提供了两种控制MAC地址学习的方法:
表2-3 MAC地址学习控制模式描述
MAC地址漂移
什么是MAC地址漂移？
MAC地址漂移是指设备上VLAN的两个端口学习到相同的MAC地址，然后学习到的MAC地址条目覆盖了原来的MAC地址条目的现象。如图2-4所示，对于MAC地址为0011-0022-0034，VLAN ID为2的条目，出接口从GE1/0/1刷新到GE1/0/2，这就是MAC地址漂移。当设备的MAC地址漂移时，设备的CPU利用率会有不同程度的提高。
一般情况下，大量的MAC地址在网络中不会短时间漂移。这种现象一般意味着网络中存在环路。通过检查报警信息和漂移记录，可以快速定位并消除环路。
图2-4 MAC地址漂移示意图
如何检测MAC地址漂移
MAC地址漂移检测是利用MAC地址跳出接口的现象来检测MAC地址是否漂移的功能。
配置MAC地址漂移检测功能后，当MAC地址发生漂移时，可以报警，包括MAC地址、VLAN和跳跃接口。跳转的接口是可能出现循环的接口。根据告警信息，网络管理员可以手动检查网络中环路的来源，或者利用MAC漂移检测提供的后续动作，使跳开的端口关闭或者VLAN退出端口，从而实现自动断环。
图2-5 MAC地址漂移检测网络图
如图2-5所示，在网络中，如果在SwitchC和SwitchD之间错误地连接了网线，就会在SwitchB、SwitchC和SwitchD之间形成环路。当交换机a上的端口1接口从网络接收到广播消息并将其转发到交换机b时，该消息将在通过环路后被交换机a上的端口2接口接收到。配置MAC地址漂移检测功能时，SwitchA会感知到MAC地址跳出接口的现象。如果这种现象持续发生，SwitchA会上报MAC漂移告警，提醒管理员进行维护。
如何防止MAC地址漂移
网络中的环路或者非法用户的网络攻击都会造成MAC地址漂移，导致MAC地址不稳定。
规划网络时，可以通过以下两种方式避免这种情况:
如图2-6所示，为了防止非法用户伪造服务器MAC地址入侵交换机，可以增加服务器端接口Port1的MAC地址学习优先级。
图2-6 MAC防漂移应用网络图
MAC ARP刷新
在以太网中，主机设备根据MAC地址发送和接收以太网数据帧。ARP用于提供IP地址到MAC地址的映射。在不同网段之间通信时，需要使用ARP条目将IP地址映射到正确的MAC地址和相应的传出接口。
一般来说，设备上MAC条目和ARP条目的出口是一致的。如图2-7所示，在T1时刻，MAC地址条目和ARP条目的出接口一致，都是GE1/0/1。端口切换时，在T2，MAC地址条目的出接口在收到报文后会立即刷新到GE1/0/2，但ARP条目的出接口仍然会是GE1/0/1，所以要等待T3，也就是ARP条目的老化时间后，通过ARP老化检测，刷新到GE1/0/2。这样，在T2和T3之间，ARP条目的输出接口不可用，会导致不同网段之间的通信中断。
图2-7配置MAC刷新ARP功能前
刷新MAC ARP可以实现在MAC出接口更新时，直接刷新ARP条目出接口的功能。如图2-8所示，配置MAC刷新ARP功能后，在T2，MAC地址出入口接口刷新到GE1/0/2后，ARP出入口接口直接刷新到GE1/0/2。解决了T2和T3之间ARP表项接口不可用的问题，避免了业务通信的中断。
图2-8配置MAC刷新ARP功能后
MAC ARP刷新功能主要用于VRRP主备环境下服务器的组网(MAC刷新ARP加速VRRP流量切换)，也可以用于二层环断协议STP、Smartlink等三层流量切换的场景。
0Mac应用场景
2.1通过防止MAC漂移来防止用户攻击
在部署第二层网络时，可以使用MAC地址防漂移功能来防止非法用户的攻击。
如图2-9所示，在企业网络中，用户需要访问企业的服务器。如果一些非法用户伪造服务器的MAC地址从其他接口发送消息，服务器的MAC地址就会从其他接口获知。这样，用户发送给服务器的消息就会被发送给非法用户，不仅会导致用户和服务器之间的通信不正常，还会导致一些重要的用户信息被窃取。为了防止非法用户伪造服务器MAC地址入侵交换机，可以在交换机上配置MAC防漂移功能，设置合法用户的MAC学习优先级高于非法用户，这样非法用户攻击时就不会触发MAC地址出接口漂移。
图2-9 MAC地址漂移预防组网图
2.2通过MAC漂移检测快速发现环路
当组网存在环路时，环路上的故障点必然存在MAC地址漂移。利用这个现象，我们可以快速判断网络中是否存在环路。
当设备出现以下现象时，可以开启MAC漂移检测功能，判断是否是环路引起的。
与其他环路检测功能相比，MAC漂移检测功能具有配置简单的优点。各种环路检测特性的比较如表2-4所示。
表2-4环路检测特性比较
2.3通过MAC刷新ARP，加速VRRP流量交换
当VRRP备份组下的设备是服务器时，使用MAC刷新ARP的功能可以加快VRRP主备倒换的性能，减少业务中断时间。
虚拟路由器冗余协议(virtual Router Redundancy Protocol，VRRP)将多个路由设备组合成一个虚拟路由设备，并使用虚拟网关设备的IP地址作为用户与外部网络通信的默认网关。当网关设备出现故障时，VRRP机制可以选举新的网关设备来承担数据流量，从而保证网络的可靠通信。
通常，如图2-10所示，用户HostA通过交换机双宿到Switcha和SwitchB。在SwitchA和SwitchB上配置VRRP备份组，实现链路冗余备份。当SwitchA和Switch之间的连接断开时，MAC和ARP条目可以及时切换到SwitchB和Switch B之间的连接上。
图2-10 VRRP典型网络图
在某些情况下，如图2-11所示，VRRP备份组下的设备不是交换机，而是服务器。当服务器发送消息时，一般情况下，只会选择一个网络端口来发送数据包。当检测到网络故障或异常流量时，它将切换到另一个网络端口发送数据包。
在这种情况下，可以在交换机上配置MAC刷新ARP功能。当MAC条目的出口发生变化时，ARP条目的出口会立即更新，从而保证MAC条目和ARP条目的一致性。
图2-11 VRRP下行服务器网络图
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MAC地址配置示例，敬请期待下期: