Trong thời đại công nghệ hiện nay, chắc bạn không quá xa lạ với thuật ngữ IP, dù không biết chính xác chi tiết về nó. Vậy còn MAC? Địa chỉ MAC là gì? Hãy cùng Interdata.vn tìm hiểu về các định nghĩa trên cũng như ưu và nhược điểm và cách thức hoạt động của chúng nhé.
Địa chỉ MAC là gì?
MAC là gì?
MAC (Media Access Control) là một phần của tầng liên kết (Data Link Layer) trong mô hình OSI. Trong tầng liên kết của mô hình 7 tầng lại được chia thành hai lớp đó là lớp MAC và lớp LLC.
Chức năng chính của lớp MAC là cung cấp cơ chế đánh địa chỉ và điều khiển truy cập kênh. Nghĩa là lớp Mac sẽ hoạt động giống như một giao thức giúp việc truyền dữ liệu giữa lớp LLC với tầng Physical Layer trong mô hình OSI diễn ra thuận lợi.
Ngoài ra, MAC còn cho phép nhiều trạm kết nối với cùng một môi trường vật lý và sử dụng chung môi trường đó. Hãy đọc đoạn sau để tìm hiểu thêm về địa chỉ MAC là gì nhé.
Địa chỉ MAC là gì?
Địa chỉ MAC là một dãy số 48-bit của phần cứng máy tính, được nhà sản xuất card mạng nhúng vào. Địa chỉ MAC được ví là địa chỉ vật lý của thiết bị mạng tương tự như việc muốn đi đến nhà nào cũng phải biết địa chỉ của nhà đó.
Địa chỉ MAC chỉ định bởi các nhà sản xuất NIC, nên những con số nhận dạng này mang tính vĩnh viễn. Tuy nhiên, bạn hoàn toàn có thể thay đổi địa chỉ MAC của mình. Vì địa chỉ MAC được gắn với card mạng nên nó cũng thường được gọi là địa chỉ vật lý.
Địa chỉ MAC thường được hiển thị dưới dạng 6 bộ hai chữ số hoặc ký tự được phân tách bằng dấu 2 chấm (:), dấu gạch ngang (-) hoặc dấu chấm (.) để có thể dễ đọc hơn. Ví dụ về một địa chỉ MAC, 3A:34:52:C4:69:B8. Trong đó, 3 bộ đầu tiên đại diện cho mã định danh của tổ chức, trong khi 3 bộ sau xác định một NIC cụ thể.
Mặc dù thuật ngữ ‘MAC’ có thể khiến bạn nghĩ địa chỉ MAC liên quan đến các thiết bị của Apple, thế nhưng lại không phải vậy. Bất kỳ thiết bị nào có thể kết nối Internet đều có địa chỉ MAC. Vì vậy, laptop HP 5 năm tuổi, loa thông minh có hỗ trợ Google Assistant, TV thông minh hay bất kỳ thiết bị nào khác mà bạn có thể kết nối với Internet đều có địa chỉ MAC.
Phân loại địa chỉ MAC
Hiện nay, người ta thường chia địa chỉ MAC thành ba loại là: Unicast, Broadcast và Multicast.
Unicast
Máy nguồn luôn được gán cho một địa chỉ MAC Unicast. Đặc điểm của địa chỉ Unicast – một loại địa chỉ MAC là gì? Đây là địa chỉ chỉ được sử dụng để gửi dữ liệu đến một Card mạng cụ thể. Nếu LSB (bit quan trọng nhất) của một địa chỉ được đặt thành 0, địa chỉ Mac chỉ được gửi đến một card mạng nhận.
Multicast
Địa chỉ MAC Multicast cấp quyền cho thiết bị nguồn được phép truyền khung dữ liệu đến nhóm thiết bị hoặc Card mạng. Trong địa chỉ Multicast Layer-2 (Ethernet), LSB hay 3 byte của octet đầu tiên của một địa chỉ được đặt là 1 và lưu trữ cho các địa chỉ Multicast. Số bit còn lại (24 bit) được dùng bởi thiết bị muốn gửi giữ liệu cho một nhóm.
Địa chỉ Multicast luôn có tiền tố là 01-00-xx-xx-xx.
Broadcast
Địa chỉ MAC Broadcast đại diện cho toàn bộ thiết bị trong một Network. Địa chỉ này cho phép các khung Ethernet có mọi bit của địa chỉ đích (FF-FF-FF-FF-FF-FF), được gọi là địa chỉ Broadcast. Toàn bộ các bit này là địa chỉ dành riêng cho broadcast.
Các khung có địa chỉ MAC FF-FF-FF-FF-FF-FF sẽ đến được với mọi thiết bị máy thuộc phân đoạn mạng cục bộ đó (mạng LAN). Trường hợp thiết bị nguồn muốn gửi dữ liệu cho toàn bộ các thiết bị trong hệ thống mạng, thì thiết bị đó có thể dùng địa chỉ Broadcast làm địa chỉ MAC đích.
Ưu và nhược điểm của địa chỉ MAC
Ưu điểm của MAC
Trong các bộ định tuyến Wifi, MAC được sử dụng như một tính năng lọc. Bạn có thể hướng dẫn bộ định tuyến từ chối truy cập địa chỉ MAC hoặc chỉ cho phép các địa chỉ MAC cụ thể kết nối. Điều này giúp giảm nguy cơ bị xâm nhập trái phép từ các thiết bị lạ và tránh mất mát dữ liệu khi kết nối cùng mạng.
Nhược điểm của MAC
Hiện nay, việc thay đổi địa chỉ MAC trở nên phổ biến và dễ dàng hơn bao giờ hết. Điều này có thể gây ra những rủi ro về an ninh mạng, khi mà người dùng có thể giả mạo địa chỉ MAC của thiết bị khác để truy cập vào các mạng không dây hoặc lừa đảo. Đồng thời, việc bộ lọc MAC không còn hiệu quả khiến cho việc quản lý và kiểm soát các thiết bị kết nối trở nên khó khăn hơn.
IP là gì?
Địa chỉ IP (viết tắt của Internet Protocol – nghĩa là giao thức Internet) là loại địa chỉ đơn giản nhất mà những thiết bị điện tử như: điện thoại thông minh, máy tính để bàn, laptop… dùng để nhận diện, liên lạc, truyền và gửi tín hiệu với nhau trên mạng Internet thông qua giao thức mạng Internet.
Hiểu đơn giản là một dạng địa chỉ duy nhất được các thiết bị điện tử sử dụng để nhận dạng thiết bị và liên lạc với nhau trên nền tảng mạng máy tính thông qua Giao thức Internet.
Địa chỉ IP không phải là ngẫu nhiên mà là do Tổ chức cấp phát số hiệu Internet (Internet Assigned Numbers Authority – IANA) quản lý và tạo ra. IANA được điều hành bởi Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN) – một tổ chức phi lợi nhuận có nhiệm vụ duy trì tính bảo mật và cho phép tất cả mọi người có thể sử dụng Internet được thành lập tại Mỹ vào năm 1998.
Thành phần của địa chỉ IP
Hiện tại, chúng ta có 2 phiên bản địa chỉ IP, đó là IPv4 và IPv6.
- IPv4 bao gồm một bộ 4 số (4 Octet) được phân tách bằng dấu chấm từ 0 đến 255, ví dụ như: 207.228.238.7.
- IPv6 bao gồm 8 bộ chuỗi số và chữ cái với dấu hai chấm phân cách ở giữa, ví dụ như: 2001:db8:3333:4444:5555:6666:7777:8888. IPv6 là phiên bản mới nhất của địa chỉ IP.
Hiện tại, địa chỉ IP đang được sử dụng (IPv4) có 32 bit chia thành 4 Octet. Mỗi một Octet có 8 bit, tương đương với 1 byte. Các Octet tách biệt nhau bằng 1 dấu chấm (.).
Địa chỉ IP sẽ bao gồm 3 thành phần chính là:
- Class bit (Bit nhận dạng lớp)
- Net ID (Địa chỉ của mạng)
- Host ID (Địa chỉ của máy chủ)
Địa chỉ IP ở dạng bit nhị phân:
xyxyxyxy.xyxyxyxy.xyxyxyxy.xyxyxyxy
Trong đó x, y = 0 hoặc 1
Ví dụ: 00101100.01111011.01101110.11100000
Địa chỉ IP ở dạng thập phân: xxx.xxx.xxx.xxx
Trong đó x là số thập phân 0 – 9
Ví dụ: 147.133.112.242
Dạng đầy đủ của địa chỉ IP là 3 chữ số trong từng Octet, nhưng nếu số đầu tiên trong Octet là 0 thì thường bỏ số 0 đó đi.
Ví dụ: địa chỉ IP thường thấy trên thực tế là 54.134.10.1 => Dạng đầy đủ là 054.134.010.001.
Các lớp địa chỉ IP
Địa chỉ IP được phân thành năm lớp:
Lớp A
Lớp này chứa các địa chỉ IP có giá trị octet đầu tiên là 1-126. Hạng A sẽ được dành cho địa chỉ của các tổ chức lớn trên thế giới. Địa chỉ trong lớp A nằm trong khoảng từ 1.0.0.1 đến 126.0.0.0.
Lớp B
Lớp này bao gồm các địa chỉ IP có octet đầu tiên nằm trong khoảng từ 128 đến 191. Lớp B sẽ dành cho các tổ chức trung lưu trên thế giới. Địa chỉ lớp B nằm trong khoảng từ 128.1.0.0 đến 191.254.0.0.
Lớp C
Lớp này bao gồm các địa chỉ IP có octet đầu tiên nằm trong khoảng từ 192-223. Lớp C được sử dụng trong các doanh nghiệp nhỏ. Máy tính cá nhân cũng là một trong số đó. Địa chỉ trong Lớp C nằm trong khoảng từ 192.0.1.0 đến 223.255.254.0.
Lớp D
Lớp này bao gồm các địa chỉ IP với octet đầu tiên nằm trong khoảng từ 224 đến 239. Bốn bit đầu tiên của Lớp D luôn là 1110. Lớp D được thiết kế đặc biệt cho dữ liệu truyền phát thông tin (multicast/broadcast). Địa chỉ của lớp này sẽ nằm trong khoảng từ 224.0.0.0 đến 239.255.255.255.
Lớp E
Lớp này bao gồm các địa chỉ IP với các octet đầu tiên nằm trong khoảng từ 240 đến 255. 1111 luôn nằm trong bốn bit đầu tiên của Lớp E. Lớp E được chỉ định cho mục đích nghiên cứu. Địa chỉ của nó sẽ nằm trong khoảng từ 240.0.0.0 đến 254.255.255.255.
Ngoài ra còn có Loopback. Lớp này có địa chỉ 127.x.x.x và chỉ được sử dụng để kiểm tra loopback (vòng lặp hồi quy).
Ưu và nhược điểm của địa chỉ IP
Ưu điểm của IP
- IP giúp việc truyền dữ liệu và truy cập Internet dễ dàng hơn.
- IP giúp các thiết bị mạng có thể kết nối, giao tiếp với nhau qua mạng Internet.
- IP giúp con người quản lý hệ thống mạng đơn giản và chặt chẽ hơn.
- Sự ra đời của IP là bước phát triển vượt bậc của ngành công nghệ mạng.
Nhược điểm của IP
- Thông qua địa chỉ IP, hệ thống máy tính có thể bị xâm nhập, phá hoại và các thông tin cá nhân của người dùng có thể bị lộ.
- Bất cứ hoạt động truy cập nào của người dùng cũng sẽ bị lưu lại địa chỉ IP.
Cách thức hoạt động của MAC và IP
MAC và IP là hai loại địa chỉ quan trọng trong quá trình giao tiếp mạng. Chúng giúp xác định vị trí và định tuyến dữ liệu một cách chính xác. Sau đây, InterData sẽ giải thích rõ hơn về cách thức hai địa chỉ này phối hợp với nhau trong mạng máy tính.
ARP – Cầu nối của MAC và IP
MAC và IP là hai loại địa chỉ được sử dụng để xác định các thiết bị trong mạng. MAC là địa chỉ vật lý, còn IP là địa chỉ logic. Để kết nối được các thiết bị có địa chỉ IP khác nhau, chúng ta cần có một giao thức chuyển đổi giữa hai loại địa chỉ này. Đó là ARP (Address Resolution Protocol) – giao thức giải quyết địa chỉ, cho phép tìm ra địa chỉ MAC tương ứng với một địa chỉ IP. Nhờ ARP, các thiết bị có thể gửi và nhận dữ liệu với nhau trên mạng LAN (mạng cục bộ).
ARP hoạt động ở giữa Layer 2 và 3 của mô hình OSI. Nó sẽ liên kết địa chỉ MAC và IPv4 của các thiết bị mạng với nhau và ngược lại.
Lưu ý: ARP chỉ áp dụng cho mạng IPv4, trong khi mạng IPv6 sử dụng giao thức NDP (Neighbor Discovery Protocol) có chức năng tương tự như ARP nhưng hiệu quả hơn.
Phương thức hoạt động song song của MAC và IP
Trong mạng cục bộ, khi một thiết bị cần gửi dữ liệu đến một thiết bị khác, nó phải biết địa chỉ IP và địa chỉ MAC của thiết bị đích. Để làm được điều này, thiết bị gửi sẽ tạo ra một gói IP chứa địa chỉ IP nguồn và địa chỉ IP đích. Sau đó, nó sẽ đóng gói gói IP này vào một khung Ethernet, chứa địa chỉ MAC nguồn và địa chỉ MAC đích.
Tuy nhiên, nếu thiết bị gửi không biết địa chỉ MAC của thiết bị đích, nó sẽ phải sử dụng một giao thức gọi là ARP để yêu cầu địa chỉ MAC tương ứng với địa chỉ IP đích.
Thông qua bài viết này, Interdata.vn mong rằng đã phần nào giải đáp các thắc mắc của bạn đọc về địa chỉ MAC là gì? Các thông tin về ID cũng như ưu điểm và hạn chế của hai giao thức trên.