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Cos'è il MAC Address e come viene usato in una rete?

Pubblicato il: 4 settembre 2013 Aggiornato il:
Breve guida ai MAC Address (Indirizzi MAC) per capire a cosa servono e come entrano in gioco nel trasferimento di pacchetti in rete (Pila OSI)
Mentre gli indirizzi IP sono gerarchici ed assegnati dai router (Vedi articolo: Cos'è Un IP Statico?), i MAC Address non hanno una regola di assegnazione.
Ogni pezzo hardware che può essere collegato ad una rete locale ha un indirizzo MAC univoco (che non centra nulla con i computer della Apple), oltre all'indirizzo IP assegnato dal router o dal server interno.
MAC sta per Media Access Control ed è composto da 6 ottetti separati da un trattino (es. 00-50-FC-A0-67-2C).
La domanda che sorge spontanea è: Che cos'è precisamente, in parole semplici, l'indirizzo MAC o MAC Address e qual'è la sua funzione?

Gli indirizzi MAC, detti anche indirizzi fisici, indirizzi ethernet o indirizzi LAN, sono assegnati in modo univoco alle schede di rete, sia ethernet che wireless.
I pacchetti che vengono inviati sulla ethernet devono sempre provenire da un indirizzo MAC, destinati ad un altro MAC Address.
Quando una scheda di rete riceve un pacchetto, controlla che quel pacchetto sia stato effettivamente spedito al suo MAC Address altrimenti lo scarta.
Ci sono indirizzi speciali MAC, come, ad esempio ff:ff:ff:ff:ff:ff, che è l'indirizzo di broadcast di ogni network adapter ethernet.

Gli indirizzi MAC sono un componente di basso livello di una rete Ethernet (e di alcuni altri standard simili, come ad esempio le reti Wi-Fi).
Essi consentono ad un dispositivo di comunicare con una macchina sulla rete fisica locale (LAN) senza usare la rete Internet.
Al contrario, gli indirizzi IP coprono l'intera rete Internet e vengono gestiti dai router che li usano per capire dove inviare i dati.
Gli indirizzi MAC sono tenuti hanno una funzione specifica all'interno di una rete locale Ethernet o Wifi.
Essi consentono ad una scheda di rete di attirare l'attenzione su un singolo dispositivo collegato direttamente, anche se la connessione fisica fosse condivisa.
Ciò può essere importante quando migliaia di dispositivi sono collegati insieme in un'unica organizzazione.
In pratica gli indirizzi MAC, a livello casalingo, sono un concetto trascurabile tranne in rari casi che andremo a vedere alla fine dell'articolo.

livelli del modello OSI Per capire davvero che ruolo hanno i MAC Address nella trasmissione di pacchetti in una rete è necessario comprendere la pila OSI.
La Pila OSI è un modello grafico teorico fatto di 7 strati che rappresentano i passaggi di trasmissione di un pacchetto tra due applicazioni in esecuzione su macchine separate che non hanno un collegamento fisico diretto.
La rete informatica è stato suddivisa in strati e ogni strato può parlare con lo strato corrispondente su un computer remoto.
Il modello OSI a strati funziona un po' come un sistema postale nidificato: l'applicazione crea i suoi dati, li imbusta e li spedisce, il sistema operativo li prende, li mette in un'altra busta e li rispedisce al driver di rete, i driver di rete lo spedisce in un'altra busta al cavo fisico e cosi via.

- Lo strato inferiore, lo strato 1 è il livello fisico fatto di fili, transistor e onde radio.
Il dato qui va ovunque sia fisicamente collegato, compreso il cavo di rete ethernet.
- Il livello 2 è il livello di collegamento dati che corregge gli errori e fornisce indicazioni su quale dispositivo è collegato fisicamente
Questo è il livello in cui gli indirizzi MAC entrano in gioco.
- Lo Strato 3 è il livello di rete dove lavorano gli indirizzi IP, dove i computer trasmettono messaggi che possono arrivare a qualsiasi macchina in qualsiasi punto della "rete" senza bisogno di essere in collegamento diretto.
- I livelli 4-7 sono protocolli di livello superiore.
Il TCP, per esempio, si trova sopra il protocollo IP e fornisce i meccanismi per indirizzare i pacchetti dispersi.

Gli indirizzi MAC quindi lavorano al livello 2 e permettono a 2 macchine che sono fisicamente collegate tra loro, di scambiare dati e messaggi che verranno ignorati da altre macchine che condividono la stessa connessione fisica.

Come fanno indirizzi IP e indirizzi MAC a lavorare insieme?
Supponiamo di avere un programma che vuole inviare alcuni dati alla macchina con indirizzo IP 8.8.8.8
Il Livello 3 avvolge i dati in una busta che contiene, tra le altre cose, l'indirizzo IP 8.8.8.8 e consegna la busta a livello 2.
Il livello 2 guarda questo indirizzo IP e decide quale macchina, collegata direttamente, lo deve ricevere.
Per farlo utilizza un protocollo chiamato ARP, che consente ad una scheda di rete di chiedere il MAC Address degli altri dispositivi connessi direttamente.
Ethernet ha un indirizzo MAC speciale, FF:FF:FF:FF:FF:FF, che consente a un dispositivo a parlare con tutti quelli collegati fisicamente.
Se l'indirizzo IP è risolto attraverso ARP, sarà avvolto in una nuova busta e spedito con l'indirizzo MAC della destinazione e spedito al livello 1.
La scheda di rete con l'indirizzo MAC corrispondente riceverà il messaggio.
In alternativa, se l'indirizzo IP non è nella tabella di ricerca e non può essere risolto, la nuova busta avrà l'indirizzo MAC del gateway predefinito (cioè il Router) configurato per questa interfaccia di rete, e l'hardware trasporterà il pacchetto al router.
Il router apre la busta, lo esamina e lo spedisce fuori la rete, all'indirizzo IP indicato.
Le buste dovranno poi proseguire lungo i vari livelli della pila OSI fino a raggiungere finalmente il destinatario finale, che sarà un programma che saprà cosa fare con i dati spediti.

Non c'è il routing basato su indirizzi MAC.
GLi indirizzi MAC possono essere raggiunti soltanto all'interno di una stessa sotto-rete (cablata o wireless).
Se si hanno due reti con un router di mezzo, se un dispositivo invia un pacchetto dalla rete A, non potrà mai raggiungere il MAC Address di un altro dispositivo in rete B.
Il router riceve pacchetti solo per il proprio indirizzo MAC, ma per un indirizzo IP diverso.
Questo potrà quindi verificare se può raggiungere direttamente l'indirizzo IP di destinazione e smistare quel pacchetto.

In termini pratici sapere l'indirizzo MAC del nostro computer o dello smartphone serve davvero a poco.
Da un PC Windows si può scoprire il MAC Address della scheda di rete wifi o ethernet aprendo un prompt dei comandi DOS e scrivendo il comando ipconfig /all dove comparirà la riga relativa all'indirizzo fisico.
Se si può configurare un router wifi a casa si potrebbe attivare il filtro MAC Address in modo da consentire solo a specifici dispositivi di accedere alla rete.
I Server DHCP utilizzano l'indirizzo MAC per identificare i dispositivi e dare loro indirizzi IP fissi.

LEGGI ANCHE: Come parlano i computer tra loro in rete tramite il TCP/IP

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2 Commenti
  • Roberto Colonello
    5/9/13

    "[...]i MAC Address non hanno una regola di assegnazione."

    Non è del tutto vero:

    Nel formato MAC-48, i 48 bit del codice sono suddivisi in 12 cifre esadecimali: le prime 6 cifre individuano il produttore dell'interfaccia di rete mentre le successive corrispondono al numero di serie della scheda stessa[1].

    Infatti utilizzando le prime 6 cifre del tuo esempio otteniamo che la scheda è prodotta da [2]:

    00-50-FC (hex) EDIMAX TECHNOLOGY CO., LTD.
    0050FC (base 16) EDIMAX TECHNOLOGY CO., LTD.
    3 WU-CHUN 3rd ROAD
    Wu-Ku Industrial Park
    TAIPEI Hsien 248
    TAIWAN, PROVINCE OF CHINA

    [1]http://it.wikipedia.org/wiki/Indirizzo_MAC
    [2]http://standards.ieee.org/develop/regauth/oui/public.html

  • Claudio Pomes
    5/9/13

    si intendevo dire che sono numeri fissati e non assegnati da un router secondo un ordine