ieee 802.3学习笔记-MAC

IEEE802协议标准系列中,数据链路层包括LLC (逻辑链路控制)子层和MAC (媒体访问控制)子层。其中MAC单独作为一个子层,完成数据帧的封装、解封、发送和接收功能。物理层PHY的结构随着传输速率的不同而有一定差异，在100M和1000M以太网中，依次为PCS子层、PMA子层和PMD子层。MII接口是连接数据链路层和物理层的接口，因为本设计中以太网速率采用100Mb/s，所以MII接口实际连接的是MAC子层和PCS子层。
MAC：Media Access Control（媒体/介质访问控制）

功能

完成数据帧的封装、解封、发送和接收功能，解决当局域网中共用信道的使用产生竞争时如何分配信道的使用权问题。

构成

MAC由硬件控制器及MAC通信协议构成。该协议位于OSI七层协议中数据链路层的下半部分，主要负责控制与连接物理层的物理介质。MAC硬件框图如下图所示：
在发送数据的时候，MAC协议可以事先判断是否可以发送数据，如果可以发送将给数据加上一些控制信息，最终将数据以及控制信息以规定的格式发送到物理层；在接收数据的时候，MAC协议首先判断输入的信息并是否发生传输错误，如果没有错误，则去掉控制信息发送至LLC(逻辑链路控制)层。该层协议是以太网MAC由IEEE-802. 3以太网标准定义。一般以太网MAC芯片的一端连接PCI总线，另一端连接PHY芯片上通过MII接口连接。

这里还需要理解一个重要概念就是MAC地址，下面详细介绍相关知识。

MAC 地址用于识别数据链路中互连的节点（如图 3.4），以太网或 FUDI 中，根据 IEEE802.3的规范使用 MAC 地址。其他诸如无线 LAN ( IEEE802.lla/b/g/n等）、蓝牙等设备中也是用相同规格的 MAC 地址。

在总线型与环路型的网络中，先暂时获取所有目标站的帧，然后再通MAC寻址如果是发给自已的就接收，如果不是就丢弃（在令牌环的这种情况下，依次转发给下一个站）。

MAC 地址长 48 比特，结构如图XX所示。在使用网卡（ NIC ) 的情况下，MAC 地址一般会被烧人到 ROM 中。因此，任何一个网卡的 MAC 地址都是唯一。

图8‑6 IEEE802. 3 规范的 MAC地址格式

MAC 地址中 3 ~ 24 位（比特位）表示厂商识別码，每个 NIC 厂商都有特定唯一的识别数宇。 25 ~ 48 位是厂商内部为识別每个网卡而用。因此. 可以保证全世界不会有相同 MAC 地址的网卡。

IEEE802.3 制定 MAC 地址规范时没有限定数据链路的类型，即不论哪种数据链路的网络（以太网、 FDD1 , ATM 、无线 LAN 、蓝牙等），都不会有相同的 MAC地址出现。

MAC 地址是不是一定是唯一的？

在全世界，MAC 地址也并不总是唯一的。实际上，即使 MAC 地址相同，只要不是同属一个数据链路就不会出现问题。

例如，人们可以在自己的网卡上自由设置自己的 MAC 地址。再例如，一台主机上如果启动多个虚拟机，由于没有硬件的网卡只能由虚拟软件自己设定 MAC 地址给多个虚拟网卡，这时就很难保证所生成的 MAC 地址是独一无二的了。

但是，无论哪个协议成员通信设备，设计前提都是 MAC 地址的唯一性。这也可以说是网络世界的基本准则。
MAC 地址可以分成三类：
单播地址：第一个字节的 bit0 必须是 0
组播地址：第一个字节的 bit- 必须是 1
广播地址：FF-FF-FF-FF-FF-FF

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