MAC Address란?
ethernet상에서 하드웨어 기기들을 구분하기 위한 고유 식별 주소이다.
DHCP로 할당되어 매번 다르게 부여될 수 있는 IP address와 다르게, MAC address는 정말 그 하드웨어의 고유한 주소이다.
IP address는 host를 식별하기 위한 식별자이고, MAC address는 NIC (Network Interface Card) 즉, 하드웨어를 식별하기 위한 식별자이다.
원칙적으로는 고유하고, 불변적인 값이지만 실제로는 중복된 MAC address도 존재하고, 변경할 수 있다.
하지만 MAC address를 사용하여 통신하는 link layer에서는 임의로 변경하지 않는 한 중복된 MAc address는 있을 수 없다.
MAC address는 상단의 그림과 같이 48 bit로 구성되며, 앞 24 bit는 제조사 번호, 뒤 24 bit는 시리얼 넘버를 담고 있다.
Why MAC Address
왜 MAC address가 필요할까?
일반적으로 네트워크 상에서 IP 기반으로 통신을 진행한다.
이 때 패킷은 어떻게 라우팅될까?
IP header에 부착된 IP address로 패킷을 routing한다.
하지만 link layer에서는 data의 단위가 packet이 아닌, frame으로 이루어져 있기에 IP address가 존재하는 IP header가 없다.
그러므로 LAN (Local Area Netework) 환경에서는 어떤 방식으로 기기들을 식별하고 data를 포워딩 할 수 있을까?
이 때 사용하는 것이 MAC address이다.
L2 Switch
switch는 link layer(L2)의 장비이다.
위 그림과 같은 MAC address table의 정보를 기반으로 port(interface)에 물려있는 node에게 frame을 전달한다.
더 구체적으로 말하자면,
초기엔 MAC address table이 비어있을 것이다. 그러면 외부로부터 A.A.A.A.A.A라는 맥 주소를 가진 frame이 도착한다.
그러면 switch는 맞물려있는 모든 port에 이렇게 전달한다
"A.A.A.A.A.A라는 MAC address를 가진 아이는 나에게 대답해줘!!"
그러면 A.A.A.A.A.A라는 MAC address를 가진 node가 응답한다. 그리고 switch는 이를 까먹지 않기 위해 MAC address table에 저장한다.
MAC address table에는 유효시간이 있으며, 일정 시간이 지나면 사라진다.
이런 방식으로 switch는 MAC address table을 이용하여 link layer에서의 통신을 담당한다.
최근엔 IP address, 혹은 그 이상의 정보를 가지고 패킷을 포워딩 할 수 있는 L3/L4.. switch도 출시되었다.
Ref
Computer Networking: A Top-Down Approach, 8th Edition
– James Kurose and Keith Ross