Какие типы адресов используются на канальном уровне модели OSI

1️⃣ Как кратко ответить

На канальном уровне модели OSI используются физические адреса, известные как MAC-адреса (Media Access Control). Эти адреса уникальны для каждого сетевого интерфейса и используются для идентификации устройств в локальной сети.

2️⃣ Подробное объяснение темы

Канальный уровень модели OSI отвечает за передачу данных между узлами в одной и той же локальной сети. Для этого он использует физические адреса, которые называются MAC-адресами. MAC-адреса — это уникальные идентификаторы, присваиваемые каждому сетевому интерфейсу, будь то сетевой адаптер компьютера, маршрутизатор или любое другое сетевое устройство.

Что такое MAC-адрес?

MAC-адрес (Media Access Control address) — это 48-битный адрес, который обычно записывается в шестнадцатеричном формате, например, 00:1A:2B:3C:4D:5E. Он состоит из двух частей:

• Первые 24 бита (или первые три октета) представляют собой идентификатор производителя (OUI — Organizationally Unique Identifier), который назначается производителю сетевого оборудования.
• Последние 24 бита (или последние три октета) — это уникальный номер, который производитель присваивает каждому устройству.

Зачем нужны MAC-адреса?

MAC-адреса необходимы для обеспечения уникальной идентификации устройств в локальной сети. Они позволяют устройствам находить друг друга и обмениваться данными. Когда устройство отправляет данные в сети, оно использует MAC-адреса для указания отправителя и получателя.

Пример использования MAC-адресов

Рассмотрим пример, когда компьютер A отправляет данные на компьютер B в одной локальной сети:

1. Компьютер A формирует пакет данных и добавляет к нему MAC-адрес компьютера B в качестве адреса назначения.
2. Канальный уровень на компьютере A использует этот MAC-адрес для передачи данных через сеть.
3. Коммутатор в сети использует таблицу MAC-адресов для определения, на какой порт отправить данные, чтобы они достигли компьютера B.
4. Компьютер B получает данные, проверяет, что MAC-адрес назначения совпадает с его собственным, и обрабатывает пакет.

Пример кода

Пример кода на Python, который показывает, как можно получить MAC-адрес сетевого интерфейса:

import uuid
​
# Получение MAC-адреса текущего устройства
mac_address = ':'.join(['{:02x}'.format((uuid.getnode() >> elements) & 0xff) for elements in range(0, 2*6, 2)][::-1])
​
print("MAC-адрес устройства:", mac_address)

• import uuid: Импортируем модуль uuid, который предоставляет функции для работы с уникальными идентификаторами.
• uuid.getnode(): Получает аппаратный адрес (MAC-адрес) устройства.
• '{:02x}'.format(...): Форматирует число в шестнадцатеричную строку с двумя цифрами.
• range(0, 2*6, 2): Создает последовательность чисел для извлечения каждого байта MAC-адреса.
• [::-1]: Переворачивает список, чтобы получить правильный порядок байтов.
• ':'.join(...): Объединяет байты в строку, разделяя их двоеточиями.

MAC-адреса играют ключевую роль в сетевых коммуникациях, обеспечивая надежную и уникальную идентификацию устройств в локальных сетях.