MAC协议

arp, icmp, ip, mac, tcp

MAC协议

  • MAC 头部（用于以太网协议）
  • IP 头部（用于 IP 协议）

首先，发送方将包的目的地，也就是要访问的服务器的 IP 地址写入 IP 头部中。这样一来，我们就知道这个包应该发往哪里，IP 协议就可以根据这一地址查找包的传输方向，从而找到下一个路由器的位置，也就是图中的路由器 R1。接下来，IP 协议会委托以太网协议将包传输过去。这时，IP 协议会查找下一个路由器的以太网地址（MAC 地址），并将这个地址写入 MAC 头部中。这样一来，以太网协议就知道要将这个包发到哪一个路由器上了。路由器中有一张 IP 协议的表，可根据这张表以及 IP 头部中记录的目的地信息查出接下来应该发往哪个路由器。为了将包发到下一个路由器，我们还需要查出下一个路由器的 MAC 地址，并记录到 MAC 头部中，大家可以理解为改写了 MAC 头部。这样，网络包就又被发往下一个节点了。

MAC（Medium Access Control）协议

MAC 地址是在网卡生产时写入 ROM 里的，只要将这个值读取出来写入 MAC 头部就可以了。

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+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|          Destination          |
+-                             -+
|            Ethernet           |
+-                             -+
|            Address            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|             Source            |
+-                             -+
|            Ethernet           |
+-                             -+
|            Address            |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|         Ethernet Type         |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|             IPv6              |
+-                             -+
|            header             |
+-                             -+
|             and               |
+-                             -+
/            payload ...        /
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

  • Destination Ethernet Address: 48 bits

    接收方 MAC 地址

  • Source Ethernet Address: 48 bits

    发送方 MAC 地址

  • Ethernet Type: 16 bits

    以太网类型。下面是一些常见的类型，一般在 TCP/IP 通信中只使用 0800 和 0806 这两种。

    • 0000-05DC：IEEE 802.3
    • 0800　　　：IP 协议
    • 0806　　　：ARP 协议
    • 86DD 　 ：　IPv6
parse_mac.jsview raw
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function parseMAC(mac) {
    let _readerIndex = 0;
    let srcMac = [], dstMac = [], type;

    for (let pos = 0; pos < 6; pos ++) dstMac.push(mac.readUInt8(_readerIndex++));
    for (let pos = 0; pos < 6; pos ++) srcMac.push(mac.readUInt8(_readerIndex++));

    type = mac.readUInt16BE(_readerIndex);

    return {
        srcMac: srcMac.map(v => v.toString(16)).join(':'),
        dstMac: dstMac.map(v => v.toString(16)).join(':'),
        type: type.toString(16)
    }
}

console.log(parseMAC(Buffer.from('01005e7ffffa507b9d0bd1f40800', 'hex')));

ARP（Address Resolution Protocol）

  • 查看所有缓存

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    $ arp -a 
    bogon (10.0.1.1) at c:51:1:e2:ab:64 on en0 ifscope [ethernet]
    bogon (10.0.1.5) at 68:ef:43:2c:7b:7e on en0 ifscope [ethernet]
    bogon (10.0.1.15) at 70:1c:e7:47:ef:50 on en0 ifscope [ethernet]
    localhost (10.0.1.255) at ff:ff:ff:ff:ff:ff on en0 ifscope [ethernet]
    ...

  • 查询指定网络接口的缓存

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    $ arp -i en0 -a
    bogon (10.0.1.1) at c:51:1:e2:ab:64 on en0 ifscope [ethernet]
    bogon (10.0.1.15) at 70:1c:e7:47:ef:50 on en0 ifscope [ethernet]
    localhost (10.0.1.255) at ff:ff:ff:ff:ff:ff on en0 ifscope [ethernet]
    ? (224.0.0.251) at 1:0:5e:0:0:fb on en0 ifscope permanent [ethernet]
    ? (239.255.255.250) at 1:0:5e:7f:ff:fa on en0 ifscope permanent [ethernet]
    ...

  • 查询指定主机的arp条目

    1
    $ arp -a 172.16.0.108

  • 删除指定主机的arp条目

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    2
    $ sudo arp -d 10.0.1.8
    10.0.1.8 (10.0.1.8) deleted

  • 设置指定主机与MAC地址的映射

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    $ arp -s 172.16.0.108 00:50:56:82:52:2c

参考

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