MAC-Adresse (Media Access Control)

Jedes netz­werk­fä­hi­ge Gerät besitzt min­des­tens eine weltweit ein­zig­ar­ti­ge Hardware-Kennung – die Media-Access-Control-Adresse (kurz: MAC-Adresse). Was es mit dieser auf sich hat und wie Sie die MAC-Adresse ermitteln oder um­schrei­ben können, erklären wir Ihnen im Folgenden.

Jedes Gerät, das in ein Rech­ner­netz ein­ge­bun­den werden soll, benötigt einen Netz­werk­ad­ap­ter. Dieser Adapter erhält vom Her­stel­ler eine weltweit ein­zig­ar­ti­ge Iden­ti­fi­ka­ti­ons­num­mer, die MAC-Adresse. Diese er­mög­licht es, Geräte wie Desktop-Computer, Tablets oder Mo­bil­te­le­fo­ne im Netzwerk zu iden­ti­fi­zie­ren und bei Bedarf an­zu­spre­chen. Verfügt ein Gerät über mehrere Netz­werk­ad­ap­ter (bei­spiels­wei­se für mehre LAN-An­schlüs­sen oder ver­schie­de­ne Kom­mu­ni­ka­ti­ons­stan­dards wie Ethernet, WLAN, FDDI, Bluetooth oder Token Ring), steht für jeden Standard eine andere Adresse zur Verfügung.

Da MAC-Adressen direkt vom Her­stel­ler der Hardware vergeben werden, spricht man auch von Hardware-Adressen. Unter Microsoft Windows wird die MAC-Adresse als phy­si­ka­li­sche Adresse be­zeich­net. Apple verwendet je nach Kom­mu­ni­ka­ti­ons­stan­dard die Begriffe Ethernet-ID, Airport-ID oder Wi-Fi-Adresse. Die Be­zeich­nung Ge­rä­te­adres­se hingegen ist unscharf, da ein Gerät durchaus über mehrere Netz­werk­ad­ap­ter und somit über ver­schie­de­ne MAC-Adressen verfügen kann.

Wi­der­spruchs­freie MAC-Adressen sind eine Grund­vor­aus­set­zung für eine feh­ler­freie Netz­werk­kom­mu­ni­ka­ti­on. Die Da­ten­über­tra­gung in Rech­ner­net­zen ist ein komplexer Kom­mu­ni­ka­ti­ons­ab­lauf, bei dem un­ter­schied­li­che Vor­aus­set­zun­gen hin­sicht­lich Zu­ver­läs­sig­keit, Si­cher­heit und Effizienz erfüllt werden müssen. An­schau­lich dar­stel­len lässt sich dieser anhand des OSI-Modells (Kürzel für Open Systems In­ter­con­nec­tion) – ein von der ISO (In­ter­na­tio­nal Or­ga­niza­ti­on for Stan­dar­diza­ti­on) ent­wi­ckel­tes Re­fe­renz­mo­del, das die Netz­werk­kom­mu­ni­ka­ti­on auf 7 Schichten abbildet. Im Rahmen der Da­ten­über­tra­gung wird jede Schicht des OSI-Modells sowohl auf Sender- als auch auf Emp­fän­ger­sei­te durch­lau­fen. MAC-Adressen kommen auf der Si­che­rungs­schicht (Layer 2) des OSI-Modells zum Einsatz – genau genommen auf der vom Institute of Elec­tri­cal and Elec­tro­nics Engineers (IEEE) ein­ge­führ­ten Un­ter­schicht Media Access Control (Me­di­en­zu­griffs­steue­rung).

Die Si­che­rungs­schicht befindet sich zwischen der Bit­über­tra­gungs­schicht (Layer 1) und der Ver­mitt­lungs­schicht (Layer 3). Während die Bit­über­tra­gungs­schicht Pro­to­kol­le und Hilfs­mit­tel be­reit­stellt, die für die Auf­recht­erhal­tung der phy­si­schen Ver­bin­dung ver­ant­wort­lich sind, regeln Pro­to­kol­le auf der Si­che­rungs­schicht, wie sich ver­schie­de­ne Systeme das zur Verfügung stehende Über­tra­gungs­me­di­um teilen. Dabei werden sichere Sys­tem­ver­bin­dun­gen von der phy­si­schen Ver­bin­dung abs­tra­hiert. Die ei­gent­li­che Über­tra­gung von Da­ten­pak­ten findet auf der Ver­mitt­lungs­ebe­ne via IP statt.

Möchten Sie bei­spiels­wei­se ein IP-Paket im Ethernet versenden, über­mit­telt Ihr Rechner einen Da­ten­frame, der gemäß des OSI-Modells auf der Si­che­rungs­schicht an die MAC-Adresse des Ziel­rech­ners adres­siert wird.

Ein Ethernet-Da­ten­frame enthält ver­schie­de­ne In­for­ma­tio­nen, die auf den un­ter­schied­li­chen Ebenen des OSI-Modells aus­ge­le­sen werden.

Da­ten­frames in IPv4-Netzen enthalten folgende Be­stand­tei­le:

• Ziel­adres­se (die MAC-Adressen des Ziel­rech­ners)
• Quell­adres­se (die MAC-Adresse des Absenders)
• Steu­er­in­for­ma­tio­nen zur Da­ten­fluss­steue­rung
• Nutzdaten (das Da­ten­pa­ket, das später auf der Ver­mitt­lungs­schicht über­tra­gen werden soll)
• Prüf­sum­men, die die Da­ten­in­te­gri­tät ge­währ­leis­ten

Ein Ziel­rech­ner, der einen Da­ten­frame empfängt, liest diesen zunächst auf der Si­che­rungs­schicht aus und gleicht die Ziel­adres­se des Frames mit der eigenen MAC-Adresse ab. Stimmen die Adressen überein, beginnt der Ziel­rech­ner mit der In­ter­pre­ta­ti­on des Frames auf der nächst­hö­he­ren Ebene.

Um die Adress­zu­ord­nung auf der Si­che­rungs­schicht mit der Adress­zu­ord­nung auf der Ver­mitt­lungs­schicht zu ver­knüp­fen, nutzt man in IPv4-Netzen das Address Re­so­lu­ti­on Protocol (ARP). Jeder Rechner im lokalen Netzwerk pflegt eine ARP-Tabelle, in der die Zuordnung von IP-Adressen zu MAC-Adressen erfolgt.

Der neue Standard des In­ter­net­pro­to­kolls IPv6 verwendet statt ARP das Neighbor Discovery Protocol (NDP).

MAC-Adressen in LAN- oder WLAN-Netzen bestehen aus 6 Byte (48 Bit) und werden in he­xa­de­zi­ma­ler Schreib­wei­se notiert. Die Ver­wen­dung von Trenn­zei­chen wie bei­spiels­wei­se Bin­de­stri­chen oder Dop­pel­punk­ten zwischen zwei Bytes fördert die Les­bar­keit.

Das folgende Beispiel zeigt die MAC-Adresse eines Desktop-Rechners in binärer und he­xa­de­zi­ma­ler Dar­stel­lung:

Die Bitfolge einer jeden MAC-Adresse ist in 4 Bereiche un­ter­teilt, die jeweils un­ter­schied­li­che In­for­ma­tio­nen codieren.

• Bit 1 (Empfänger): Das 1. Bit der MAC-Adresse gibt an, ob es sich um eine Einzel- oder Grup­pen­adres­se handelt. Man be­zeich­net dieses Bit als I/G (kurz für In­di­vi­du­al/Group). Ist I/G = 0, handelt es sich um eine Unicast-Addresse für einen einzelnen Netz­werk­ad­ap­ter. Multicast-Adressen sind durch I/G = 1 ge­kenn­zeich­net und richten sich an mehrere Empfänger.
• Bit 2 (Ver­ga­be­stel­le): Das 2. Bit der MAC-Adresse gibt an, ob es sich um eine Adresse mit globaler Gül­tig­keit handelt (Universal) oder ob die Adresse lokal zu­ge­wie­sen wurde (Local). Das Bit wird als U/L be­zeich­net. Ist U/L = 0, gilt die Adresse als weltweit gültige Uni­ver­sal­ly Ad­mi­nis­te­red Address (UAA). Adressen, die nur lokal eindeutig sind, werden Locally Ad­mi­nis­te­red Address (LAA) genannt und mit U/L = 1 ge­kenn­zeich­net.
• Bit 3–24 (Kennung des Her­stel­lers): Die Bits 3 bis 24 codieren eine Kennung (Or­ga­niza­tio­nal­ly Unique Iden­ti­fier, OUI), die vom IEEE exklusiv an Hardware-Her­stel­ler vergeben wird. Die Zuordnung von OUIs erfolgt in der Regel öf­fent­lich und lässt sich über Da­ten­ban­ken ermitteln. Ein ent­spre­chen­der Service steht bei­spiels­wei­se auf heise.de zur Verfügung. Der OUI der Bei­spiels­adres­se (AC-16-2D) wurde vom IEEE an den ame­ri­ka­ni­schen Ge­rä­te­her­stel­ler Hewlett Packard vergeben.
• Bit 25–48 (Kennung des Netz­werk­ad­ap­ters): Mit den Bits 25 bis 48 stehen Ge­rä­te­her­stel­lern 24 Bits zur Vergabe einer ein­zig­ar­ti­gen Hardware-Kennung (Or­ga­niza­tio­nal­ly Unique Address, OUA) zur Verfügung. Pro OUI können somit 2²⁴ (= 16.777.216) ein­deu­ti­ge OUA vergeben werden.

Teil­be­rei­che einer MAC-Adresse

MAC-Adressen lassen sich in allen modernen Be­triebs­sys­te­men mit geringem Aufwand über das Terminal abfragen – sowohl auf dem lokalen System als auch per Remote im Netzwerk. Folgende Tabelle zeigt die ent­spre­chen­den Kom­man­do­zei­len­be­feh­le für die häu­figs­ten Be­triebs­sys­te­me.

MAC-Adresse auslesen

Auf Mo­bil­ge­rä­ten können Sie sich die MAC-Adresse in den Ein­stel­lun­gen anzeigen lassen.

MAC-Adressen auf Mo­bil­ge­rä­ten ermitteln

Schritt 2: Ab Windows 2000 steht ihnen der Kom­man­do­zei­len­be­fehl ipconfig mit der Option /all zur Verfügung, um die MAC-Adresse aller Netz­werk­ad­ap­ter Ihres Windows-Rechners abzurufen.

Dank ARP ist es in IPv4-Netzen möglich, die MAC-Adressen anderer Geräte im selben lokalen Netzwerk zu ermitteln. Unter Windows und den meisten unixoiden Be­triebs­sys­te­men nutzen Sie dazu den Kom­man­do­zei­len­be­fehl arp mit der Option -a, um sich die ARP-Tabelle Ihres Systems im Terminal ausgeben zu lassen.

Sie erhalten eine Ter­mi­nal­aus­ga­be nach folgendem Schema:

Möchten Sie lediglich die MAC-Adresse eines be­stimm­ten Netz­werk­ad­ap­ters per Remote auslesen, nutzen Sie den Befehl arp -a in Kom­bi­na­ti­on mit der lokalen IPv4-Adresse des Ziel­ad­ap­ters.

MAC-Adressen werden von Ge­rä­te­her­stel­lern un­ver­än­der­lich zu­ge­wie­sen und sind hard­ware­sei­tig in den Chip des Netz­werk­ad­ap­ters „ein­ge­brannt“. Zahl­rei­che Be­triebs­sys­te­me bieten jedoch die Mög­lich­keit, Hardware-Adressen soft­ware­sei­tig zu über­schrei­ben. Man spricht in diesem Zu­sam­men­hang von Spoofing. In diesem Fall sendet ein System im Rahmen der Netz­werk­kom­mu­ni­ka­ti­on nicht die echte Hardware-Adresse des an­ge­spro­che­nen Adapters, sondern eine be­nut­zer­de­fi­nier­te MAC-Adresse.

Unix-Derivate wie Linux, macOS, Solaris und die BSD-Be­triebs­sys­te­me un­ter­stüt­zen die soft­ware­sei­ti­ge Vergabe der MAC-Adressen über das Terminal.

MAC-Adresse über­schrei­ben

Wir ver­an­schau­li­chen das Vorgehen am meist­ge­nutz­ten Unix-Derivat Linux. Möchten Sie die MAC-Adresse Ihres Netz­werk­ad­ap­ters unter Linux um­schrei­ben, gehen Sie wie folgt vor.

Schritt 1: Öffnen Sie das Be­triebs­sys­tem­ter­mi­nal – bei­spiels­wei­se mit der Tas­ten­kom­bi­na­ti­on [STRG]+[ALT]+[T].

Schritt 2: Ermitteln Sie den Namen sowie die aktuelle MAC-Adresse des ge­wünsch­ten Netz­werk­ad­ap­ters. Geben Sie dazu folgenden Befehl in die Kom­man­do­zei­le ein:

Schritt 3: Schalten Sie den Netz­werk­ad­ap­ter aus, indem Sie folgenden Befehl in die Kom­man­do­zei­le eingeben:

Schritt 4: Über­schrei­ben Sie die vom Her­stel­ler vergebene Netz­werk­adres­se mit einer der in der Tabelle an­ge­ben­den Optionen.

Schritt 5: Starten Sie den Netz­werk­ad­ap­ter neu. Nutzen Sie dazu folgenen Kom­man­do­zei­len­be­fehl: