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MACアドレス

   

今日はMACアドレスのお話をします。

MACアドレス

MACアドレスとは、個々のネットワーク機器を識別するための装置固有の物理アドレスです。
個々のネットワークアダプタに固定的に割り振られており、12桁、16進数で表される一意のアドレスとなっています。
以下の様に上位3バイトがメーカー固有のアドレスで、下位3バイトが製品個々のアドレスになります。
MAC形式

OSI参照モデルでいうネットワーク層にあたるのがIPアドレス、データリンク層にあたるのがMACアドレスになります。

MACアドレスは何に使われるのか?
通信と言えばIPアドレスを思い浮かべるのが一般的ですが、MACアドレスが通信においてどのような役割を担っているのかを説明していきます。

通信(IP、MAC)

IPアドレスの情報を見ながらデータが目的のネットワークに転送されると、そのあとはLANでの通信となるので,LAN内の宛先を指定するためにMACアドレスが使わます。
たとえば、上の図でAからCに対してデータを転送します。
相手側のルーターZは、あて先のIPアドレスCに対応するMACアドレスを調べます。このときに使われるのがARPです。
ARPは宛先に指定されたLAN内の全端末に問い合わせます。これに対し、問い合わせたIPアドレスに該当するパソコンCがMACアドレスを返却し、ルーターはMACアドレスCあてにデータを転送する。

このように,ルーター間の経路はIPアドレスで決定し、LAN内では相手先をMACアドレスで指定して通信が行われています。
IPv4でARPを使用していましたが、IPv6ではデータリンク層のアドレス解決にNDPを使用しています。

ARP
Address Resolution Protocol (アドレス解決プロトコル、略称:ARP、アープ)は、イーサネット環境において、IPアドレスからそれに対応するMACアドレスを動的に得るために用いられるプロトコル。

wikipediaより

NDP
近隣者発見プロトコル(きんりんしゃはっけん-)は、IPv6 (インターネット・プロトコル・バージョン 6) における近隣者発見(Neighbor Discovery) のためのプロトコル。NDP と略称される。

wikipediaより

MACアドレスとIPv6の関係性

IPv6のアドレスにはリンクローカル・ユニキャストアドレスとグローバル・ユニキャストアドレスがあります。
このリンクローカル・ユニキャストアドレスがMACアドレスと関係しています。
ちなみにIPv6 のノードは必ず1つ以上のリンクローカル・ユニキャストアドレスを持っています。

IPv6アドレス(リンクローカル・ユニキャストアドレス)は、64ビットのプレフィックスと、64ビットのインターフェースIDによって構成されます。
インターフェースIDは手動でも自動でも生成できます。

自動で生成する場合、EUI-64と呼ばれるフォーマットを使用して自動生成します。
あまり意識する事はないのですが、自動生成される過程について見ていきましょう。

まず最初にMACアドレスを以下とします。
MAC生成①

このMACアドレスの中央に16bitのFFFEを追加します。
MAC生成②

次に最初の16bitである「12」だけを抜き出します。
MAC生成③

その2進数で表した上位から7bit目を反転させます。
MAC生成④

それを16進数に直すと以下になります。
MAC生成⑤

これが自動生成されたIPv6アドレスとなります。

IPアドレスについてお話していたので少しだけMACアドレスにも触れさせていただきました。

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