mini|Aufkleber auf dem Boden eines UMTS-Routers, u. a. mit den MAC-Adressen für LAN und WLAN Die MAC-Adresse (Media-Access-Control-Adresse, auch Media-Access-Code-Adresse) ist die Nummer eines Gerätes auf einer Datenverbindung. Anhand dieser Nummer werden über die Verbindung laufende Daten den Geräten zugeordnet.
Die MAC-Adresse ist die Hardware-Adresse jedes einzelnen Netzadapters, die als eindeutiger Identifikator des Geräts in einem Rechnernetz dient. Man spricht auch von physischer AdresseMark A. Dye, Rick McDonald, Antoon W. Rufi: Netzwerkgrundlagen: CCNA exploration companion guide. 2008, ISBN 3-8273-2685-0, S. 93 () oder Geräteadresse.Wobei das auch als nur ein Teil davon gesehen werden kann: MAC-Adresse = Herstellercode + Geräteadresse; Frank Morkowsky: Grundlagen der Netzwerktechnik. 2015, ISBN 3-7347-7451-9, S. 20 () Bei Apple wird sie auch Ethernet-ID, Airport-ID oder Wi-Fi-Adresse genannt.
Einzelheiten Medium Die in Rechnernetzen verwendeten Übertragungsmedien sind üblicherweise Kupferkabel (Twisted-Pair-Kabel), Lichtwellenleiter und Funk (WLAN). Über das Übertragungsmedium werden in der Bitübertragungsschicht Bitsequenzen gesendet, die in der nächsthöheren Schicht (Sicherungsschicht) zu Frames zusammengefügt werden. Zur eindeutigen Adressierung von Rechnern auf der Leitungsschicht dient die MAC-Adresse. Jede Ethernet-, WLAN- oder Bluetooth-Netzwerkkarte besitzt solch eine eindeutige MAC-Adresse, unter der sie angesprochen werden kann. Obwohl sie effektiv nur in lokalen Netzen eine Bedeutung haben, sind MAC-Adressen üblicherweise global eindeutig und besitzen keinerlei Strukturmerkmale, die für die Wegewahl (Routing) genutzt werden können.
Physische Adresse Die MAC-Adresse wird auch als physische Adresse bezeichnet, weil sie normalerweise vom Hersteller in ein Gerät fest und nicht veränderbar einprogrammiert wurde. Sofern Betriebssystem und Hardware dies unterstützen, kann die MAC-Adresse jedoch auch von dem Benutzer geändert werden. Seit 2020 werden vor allem bei Smartphones auch zufällig vergebene temporäre MAC-Adressen eingesetzt. Bei dem Betriebssystem Android ist dies seit Version 10 beziehungsweise bei iOS seit Version 14 voreingestellt der Fall. Damit soll aus Gründen des Datenschutzes ein Nachverfolgen von Nutzern verhindert werden.
Zugriffssteuerung (Access Control) Zugriff vom Medium (Media Access Control) Auf einem Funkkanal oder einem Koaxialkabel sind die Daten mehrerer Geräte unterwegs, die für verschiedene Empfänger bestimmt sind. Anhand der MAC-Adresse sucht der Empfänger die Daten heraus, die für das eigene Gerät bestimmt sind. Dazu beginnt jedes Datenpaket mit der MAC-Adresse des Empfängers. Passt die MAC-Adresse nicht, wird das Datenpaket nicht verarbeitet.
Da die MAC-Adresse vom Hersteller in die Schaltung eingebaut wurde, ist die Schaltung unmittelbar nach dem Einschalten des Stromes betriebsbereit. Das Lesen des Mediums verbraucht keine Rechenzeit. Während der Übertragung von Datenpaketen mit unpassender MAC-Adresse können Teile des Empfängers abgeschaltet werden, um Strom zu sparen.
Bei Ethernet, WLAN und ähnlichen Netzwerktechnologien steuert die MAC-Adresse nicht den schreibenden (sendenden) Zugriff auf das Medium.
Zugriff auf das Netzwerk (Network Access Control) Die MAC-Adresse kann benutzt werden, um Geräte zu identifizieren und den Zugriff auf ein Netz zu steuern.
Anwendungsbeispiele:
Jugendschutz: Im Heimnetz kann den Geräten der Kinder nachts der Zugriff auf das Netz entzogen werden.
Spionageschutz: Im Unternehmen kann Geräten mit unbekannter MAC-Adresse der Zugriff auf das Firmennetz verweigert werden. Gastnetze: Sowohl im Heim als auch im Unternehmen können fremde Geräte mit speziellen Gastnetzen verbunden werden.
Ein Zugriffsschutz anhand der MAC-Adresse ist jedoch begrenzt. Der Zugriff auf das (Funk-)Medium wird nicht unterbunden. So können die im Heimnetz ausgesperrten Kinder u. U. das Netz eines Nachbarn benutzen. Auch können Sperren leicht umgangen werden, wenn ein Gerät die Änderung der MAC-Adresse erlaubt und eine MAC-Adresse mit Zugriffsrechten bekannt ist.
Um die Anonymität eines Gerätes zu verbessern, benutzen manche Geräte eine MAC-Adresse, die vollständig oder zum Teil aus Zufallszahlen besteht und gelegentlich gewechselt wird. Damit ist die Identifikation eines Gerätes anhand der MAC-Adresse nicht mehr gegeben. Nach dem Wechsel der MAC-Adresse muss das Gerät in den Netzwerken, die nur bekannte Geräte bedienen, erneut bekannt gemacht werden.
Code In einer MAC-Adresse sind folgende Angaben kodiert:
Ist die Adresse eindeutig einem Gerät zugeordnet oder betrifft sie mehrere Geräte (Multicast, Broadcast), siehe unten Empfängergruppe Ist die Adresse weltweit eindeutig koordiniert oder wurde sie unkoordiniert vergeben, siehe unten Vergabestelle Bei den koordinierten Adressen ist der Hersteller enthalten, siehe unten Herstellerkennungen Der Hersteller kann in der MAC-Adresse die Seriennummer des Gerätes einbringen
Funktion im Netzwerk Die MAC-Adresse wird der Sicherungsschicht (Schicht 2) des OSI-Modells zugeordnet; im vom IEEE erweiterten OSI-Modell wird sie der Unterschicht Media Access Control (Schicht 2a) zugeordnet. Um die Sicherungsschicht mit der nächsthöheren Schicht, der Vermittlungsschicht, zu verbinden, wird z. B. bei Ethernet das Address Resolution Protocol im Rahmen von IPv4 verwendet. Im IPv6 übernimmt ein neues Protokoll diese Funktion, das Neighbor Discovery Protocol (NDP).
Netzwerkgeräte brauchen dann eine MAC-Adresse, wenn sie auf Schicht 2 explizit adressiert werden sollen, um Dienste auf höheren Schichten anzubieten; leitet das Gerät dagegen wie ein Repeater oder Hub die Netzwerkpakete nur weiter, so ist es auf der Sicherungsschicht nicht sichtbar und braucht folglich keine MAC-Adresse.
Bridges und Switches untersuchen zwar die Pakete der Sicherungsschicht, um das Netzwerk in mehrere Kollisionsdomänen aufzuteilen, nehmen aber selbst nicht aktiv an der Kommunikation teil, brauchen also für diese Basisfunktionen ebenfalls keine MAC-Adresse. Ein Switch benötigt jedoch eine MAC-Adresse, wenn er selbst über das Rechnernetz administriert wird oder Monitoring-Dienste anbietet (z. B. über Telnet, SNMP oder HTTP). Eine MAC-Adresse wird ebenfalls benötigt, wenn Bridges oder Switches den Spanning-Tree-Algorithmus zur Vermeidung von Schleifen in redundant ausgelegten Rechnernetzen verwenden.
Form (Syntax) Im Falle von Ethernet-Netzen besteht die MAC-Adresse aus 48 Bit bzw. sechs Bytes. Die Adressen werden in der Regel hexadezimal geschrieben.
Üblich ist dabei eine byteweise Schreibweise, wobei die einzelnen Bytes durch Bindestriche oder Doppelpunkte voneinander getrennt werden, z. B. 00-80-41-ae-fd-7e 008041-aefd7e oder 00:80:41:ae:fd:7e. Seltener zu finden sind Angaben wie 008041aefd7e oder 0080.41ae.fd7e.
Die Reihenfolge der Zeichen ist allerdings nicht bei allen Anwendungen gleich. Man unterscheidet hier zwischen der kanonischen und der „Bit-reversed“-Darstellung. Die kanonische Form wird für Darstellungen bevorzugt.
Kanonische Darstellung Die übliche Darstellung von MAC-Adressen, wie sie beispielsweise in der Ausgabe von ipconfig/ifconfig erscheint, wird auch als kanonisches Format („canonical form“, „LSB format“ bzw. „Ethernet format“) bezeichnet. Es gibt die Reihenfolge an, in der die Adresse in IEEE 802.3 (Ethernet) und IEEE 802.4 (Token Bus) übertragen wird. Hier startet die Übertragung mit dem niederwertigsten Bit (Least Significant Bit, LSB) eines Oktetts (Ausnahme ist die Frame Check Sequence, FCS).
Bit-reversed-Darstellung IEEE 802.5 (Token Ring) und IEEE 802.6 starten die Übertragung mit dem höchstwertigen Bit (MSB, most significant bit). Dies kann leicht zu Missverständnissen führen, wenn nicht angegeben wird, ob von der kanonischen Darstellung in normaler Bytedarstellung oder von der umgekehrten Bitübertragungsdarstellung die Rede ist. Eine Adresse, deren kanonische Form beispielsweise 12-34-56-78-9A-BC ist, wird bei der Übertragung mit LSB zuerst (heißt: von rechts nach links gelesen) auf der Leitung in Form der
Bitfolge 01001000 00101100 01101010 00011110 01011001 00111101 übertragen.
In Token-Ring-Netzwerken (MSB zuerst, heißt: von links nach rechts gelesen, also natürlichsprachlich) würde die Übertragung in Form der
Bitfolge 00010010 00110100 01010110 01111000 10011010 10111100 stattfinden.
Wenn dies bei der Umsetzung der Bitfolgen in die kanonische Darstellung nicht konsistent beachtet wird, kann z. B. die letztere Darstellung fälschlicherweise als 48-2C-6A-1E-59-3D (LSB zuerst) interpretiert werden.
Die Darstellung in Token-Ring-Netzwerken wird dann aber als „Bit-reversed order“, „Non-canonical form“, „MSB format“, „IBM format“, oder „Token Ring format“ wie in RFC 2469 aufgeführt bezeichnet.
Funktion mini|500px|MAC-Adressen in einem Ethernet-Typ-II-Frame In jedem Frame nach Ethernet-II-Variante wird vor dem Typfeld und den Daten zunächst die MAC-Adresse des Empfängers und des Senders übertragen. Empfänger und Sender müssen Teil des Local Area Networks (LAN) sein. Soll ein Paket in ein anderes Netz geschickt werden, wird es auf Ethernet-Ebene zunächst an einen Router geschickt. Dieser analysiert die Daten auf der untergeordneten Schicht und vermittelt das Paket dann weiter. Er erzeugt dazu einen neuen Ethernet-Frame, wenn es sich bei dem Nachbarnetz ebenfalls um ein Ethernet handelt. Dazu ersetzt ein Router die MAC-Adressen, d. h. wenn Router R1 ein Ethernet-Frame empfängt und es an den Router R2 weitergeben soll, ersetzt R1 die Quelladresse mit seiner eigenen MAC-Adresse und die Zieladresse mit der MAC-Adresse von R2.
Pseudo-Empfänger „Broadcast-Adresse“ mini|500px|Ethernet-Broadcast-Frame
Die MAC-Adresse, bei der alle 48 Bits auf 1 gesetzt sind (ff-ff-ff-ff-ff-ff), wird als Broadcast-Adresse verwendet, die an alle Geräte in einem LAN gesendet wird. Broadcast-Frames werden ohne besondere Maßnahmen nicht in ein anderes LAN übertragen.
Besondere Kennungen mini|Aufbau einer MAC-Adresse
Empfängergruppe Das niederwertigste Bit (engl. Least Significant Bit, LSB) des ersten Bytes (Bit 0) einer MAC-Adresse gibt an, ob es sich um eine Einzeladresse oder Gruppenadresse (I/G für Individual/Group) handelt. Bei einem Broadcast oder Multicast wird I/G = 1 gesetzt, sonst und bei Quelladressen ist I/G = 0.
Kurz: I/G ist 0 für I (Individual) oder 1 für G (Group).
Die meisten Protokolle, welche auf OSI Layer 2 arbeiten, haben besondere MAC-Adressen, sogenannte MAC-Multicast-Adressen. Das VLAN Trunking Protocol beispielsweise verwendet die Adresse 01-00-0C-CC-CC-CC.VTP reference. cisco.com Dadurch ist ein Frame an alle Switches gleichzeitig adressiert. Es gibt auch ganze Gruppen von MAC-Multicast-Adressen: Das TRILL-Protokoll beispielsweise verwendet unter anderem 01-80-C2-00-00-00 bis 01-80-C2-00-00-0F. Auch andere Protokolle besitzen besondere, fest zugewiesene, MAC-Adressen.
Vergabestelle Das folgende 2. Bit (Bit 1, genannt U/L für Universal/Local) zeigt an, ob die MAC-Adresse global eindeutig ist (Universally Administered Address (UAA); U/L = 0) oder lokal administriert wird und nur dort eindeutig ist (Locally Administered Address (LAA); U/L = 1).
Kurz: U/L ist 0 für U (Universal) oder 1 für L (Local).
Die folgenden Adressbereiche sind lokal und können z. B. für virtuelle Maschinen verwendet werden: x2:xx:xx:xx:xx:xx x6:xx:xx:xx:xx:xx xA:xx:xx:xx:xx:xx xE:xx:xx:xx:xx:xx
Herstellerkennungen + Herstellercodes von MAC-Adressen (Auswahl) 00-50-8B-xx-xx-xx Compaq 00-07-E9-xx-xx-xx Intel 00-60-2F-xx-xx-xx Cisco 00-15-F2-xx-xx-xx Asus 02-05-09-xx-xx-xx Hewlett-Packard BC-3D-85-xx-xx-xx Huawei