MAC地址（Media Access Control Address）也称为硬件地址或物理地址（Physical Address），它是一个用来确认网络设备位置的位址。在OSI模型中，第三层网络层负责IP地址，第二层数据链路层则负责MAC位址   。MAC地址用于在网络中唯一标示一个网卡，一台设备若有一或多个网卡，则每个网卡都需要并会有一个唯一的MAC地址。

        MAC地址由网络设备制造商生产时烧录在网卡(Network lnterface Card)的EPROM(一种闪存芯片，通常可以通过程序擦写)。IP地址与MAC地址在计算机里都是以二进制表示的，IP地址是32位的，而MAC地址则是48位的。

例： 00-01-6C-06-A6-29 或 00:01:6C:06:A6:29

组织唯一标识符（OUI）由IEEE（电气和电子工程师协会）分配给厂商，它包含24位。厂商再用剩下的24位（EUI，扩展唯一标识符）为其生产的每个网卡分配一个全球唯一的全局管理地址，一般来说大厂商都会购买多个OUI。

I/G（Individual/Group）位，如果I/G=0，则是某台设备的MAC地址，即单播地址；如果I/G=1，则是多播地址（组播+广播=多播）。

G/L（Global/Local，也称为U/L位，其中U表示Universal）位，如果G/L=0，则是全局管理地址，由IEEE分配；如果G/L=1，则是本地管理地址，是网络管理员为了加强自己对网络管理而指定的地址。

对于I/G和G/L位的位置，目前有两种说法，或者说两种格式。

对于数据传输来说，数据是按每个字节中一位一位地传输的，一个字节传输完了才到下一个字节。

第一种，每个字节的高位在前，低位在后，I/G位和G/L分别在字节中的最低位和次低位，最高位先发送，到了对端还是最高位

第二种，每个字节的低位在前，高位在后，I/G位和G/L分别在字节中的最低位和次低位，最低位先发送，到了对端还是最低位

        物理MAC地址：这种类型的MAC地址唯一的标识了以太网上的一个终端，该地址为全球唯一的硬件地址；

        广播MAC地址：全1的MAC地址为广播地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF），用来表示LAN上的所有终端设备；

        组播MAC地址：除广播地址外，第8bit为1的MAC地址为组播MAC地址（例如01-00-00-00-00-00），用来代表LAN上的一组终端。

关于组播地址，有这么个误解：MAC地址第1字节必须是0x01才表示组播地址，连TCP/IP详解上也这么说（见中文版12.4.2第一段）。IEEE 802.3里面已经明确说明了只要第48bit是1就表示组播地址，所以无论MAC地址第1字节是0x01、0xC1或者是0x33都表示这个MAC地址是组播地址（以0x33开头的表示IPV6对应的二层组播地址）。之所以有这样的误解，是因为到目前为止，大部分组播MAC地址的第1字节都是0x01。如：

01-80-C2-00-00-00(STP协议使用)

01-80-C2-00-00-01(MAC Control的PAUSE帧使用)

01-80-C2-00-00-02(Slow Protocol: 802.3ah OAM/ LACP 协议都用这个地址)

01-00-5E-xx-xx-xx(IP组播地址对应的二层组播地址)。

        帧从主机的物理接口发送出来后，通过传输介质传输到目的端。共享网络中，这个帧可能到达多个主机。主机检查帧头中的目的MAC地址，如果目的MAC地址不是本机MAC地址，也不是本机侦听的组播或广播 MAC地址，则主机会丢弃收到的帧。 如果目的MAC地址是本机MAC地址，则接收该帧，检查帧校验序列 （FCS）字段，并与本机计算的值对比来确定帧在传输过程中是否保持 了完整性。如果帧的FCS值与本机计算的值不同，主机会认为帧已被破坏，并会丢弃该帧。如果该帧通过了FCS校验，则主机会根据帧头部中 的Type字段来确定将帧发送给上层哪个协议处理。例如，Type字段的值为0x0800，表明该帧需要发送到IP协议上处理。在发送给IP协议之前，帧的头部和尾部会被剥掉。

        MAC地址表记录了交换机学习到的其他设备的MAC地址与接口的对应关系，以及接口所属VLAN等信息。设备在转发报文时，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目的MAC地址对应的表项，则直接通过该表项中的出接口转发该报文；如果MAC地址表中没有包含报文目的MAC地址对应的表项时，设备将采取广播方式在所属VLAN内除接收接口外的所有接口转发该报文。

        MAC地址表中的表项分为：动态表项、静态表项和黑洞表项。另外交换机的MAC地址表中还存在一种业务类型的MAC地址表项，譬如：安全MAC、MUX MAC、Authen MAC、Guest MAC等。该类MAC地址表项是由对应业务维护的，一般是通过动态表项转换来的。

        MAC地址表是以MAC地址和VLAN ID或VSI为索引来唯一标识。当一台目的主机属于多个VLAN或VSI时，在MAC地址表中就会存在相同MAC地址拥有多个不同VLAN ID或VSI的情况。

        MAC地址表用于指导报文进行单播转发。如图中，PC1发往PC3的报文，在到达交换机Switch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，获取出接口Port3，然后报文直接从接口Port3转发到PC3，完成数据的转发。

基于MAC地址表的转发流程图 

        一般情况下，MAC地址表是设备根据收到的数据帧里的源MAC地址自动学习而建立的。

MAC地址学习示意图 

        如图，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。

        如果MAC地址表中不存在该MAC地址表项，设备则将这个新MAC地址以及该MAC地址对应的PortA和VLAN ID作为一个新的表项加入到MAC地址表中。

        如果MAC地址表中已经存在该MAC地址表项，设备将通过重置该表项的老化时间，对该表项进行更新。

        所以设备在收到数据帧时，才会触发MAC地址的学习和刷新。

        适应网络的变化，MAC表需要不断更新。MAC表中自动生成的表项（即动态表项）并非永远有效，每一条表项都有一个生存周期，到达生存周期仍得不到更新的表项将被删除，这个生存周期被称作老化时间。如果在到达生存周期前记录被更新，则该表项的老化时间重新计算。

        由于MAC地址表的容量是有限的，当黑客伪造大量源MAC地址不同的报文发送到设备后，设备上的MAC地址表项资源可能会被耗尽。当MAC表被填满后，即使它再收到正常的报文，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。

        为了解决以上问题，设备提供了两种方式对MAC地址学习进行控制：

        基于VLAN或接口关闭学习MAC能力

        基于VLAN或接口限制MAC地址数

        MAC地址漂移是指设备上一个VLAN内有两个端口学习到同一个MAC地址，后学习到的MAC地址表项覆盖原MAC地址表项的现象。MAC地址为0011-0022-0034，VLAN ID为2的表项，出接口由GE1/0/1刷新为GE1/0/2，这就是MAC地址漂移。设备出现MAC地址漂移时，设备CPU占用率会有不同程度的升高。

        正常情况下，网络中不会在短时间内出现大量MAC地址漂移的情况。出现这种现象一般都意味着网络中存在环路，可以通过查看告警信息和漂移记录，快速定位和排除环路。

    单播：主机一对一的发送数据。单播地址是主机的 MAC 地址。

    广播：向局域网内所有设备发送数据。只有全 1 的 MAC 地址为广播 MAC 地址，即 FF-FF-FF-FF-FF-FF 。

    泛洪：将某个端口收到的数据从除该端口之外的所有端口发送出去。泛洪操作广播的是普通数据帧而不是广播帧。

    当交换机的某个端口收到一个单播数据帧时，它会查看这个数据帧的二层头部信息，并进行两个操作。一个操作是根据源 MAC 地址

    和端口信息添加或更新 MAC 地址表。另一个操作是查看数据帧的目的 MAC 地址，并根据数据帧的目的 MAC 地址查找自己的 MAC 地址表。在查找 MAC 地址表后，交换机会根据查找结果对数据帧进行处理，这里有 3 种情况：

        1、交换机没有在 MAC 地址表中找到这个数据帧的目的 MAC 地址，因此交换机不知道自己的端口是否有连接这个 MAC 地址的设备。

        于是，交换机将这个数据帧从除了接收端口之外的所有端口泛洪出去。

        2、交换机的 MAC 地址表中有这个数据帧的目的 MAC 地址，且对应端口不是接收到这个数据帧的端口，交换机知道目的设备连接在哪个端口上，因此交换机会根据 MAC 地址表中的条目将数据帧从对应端口单播转发出去，而其它与交换机相连的设备则不会收到这个数据帧。

        3、交换机的 MAC 地址表中有这个数据帧的目的 MAC 地址，且对应端口就是接收到这个数据帧的端口。这种情况下，交换机会认为数据帧的目的地址就在这个端口所连接的范围内，因此目的设备应该已经收到数据帧。这个数据帧与其它端口的设备无关，不会将数据帧从其它端口转发出去。于是，交换机会丢弃数据帧。

        在命令提示符下输入命令“ipconfig /all”回车之后就会显示当前计算机的一些网络信息，其中“Physical Address”（物理地址）字样的这一项就是当前计算机中网卡的 MAC地址。