作者：博睿谷Eva

---

1. 引言

在计算机网络中，MAC地址（Media Access Control Address）、物理地址（Physical Address） 和 链路层地址（Link-Layer Address） 常被混为一谈，但它们在技术实现和应用场景上存在关键差异。本文结合 IEEE 802.3（以太网）、RFC 826（ARP）、RFC 7042（DUID） 等标准，系统性地分析它们的定义、应用及操作系统层面的实现差异。

2. 核心概念辨析

2.1 MAC地址（Media Access Control Address）

• 定义：由 IEEE 802.3 标准定义，用于在 以太网（Ethernet） 或 Wi-Fi（IEEE 802.11） 等局域网（LAN）中唯一标识网络接口。

• 格式：

  • 48位（6字节）：如00:1A:2B:3C:4D:5E（最常见）。

  • 64位（EUI-64）：用于IPv6链路本地地址生成（RFC 4291）。

• 作用：在数据链路层（L2）实现帧的寻址，确保数据正确送达目标设备。

2.2 物理地址（Physical Address / BIA）

• 定义：即 Burned-In Address（BIA），固化在网卡的ROM中，通常与MAC地址相同。

• 特点：

  • 全球唯一（前24位为OUI，由IEEE分配）。

  • 操作系统启动时读取BIA，但可临时覆盖（如Linux的ip link set）。

• RFC 7042 指出：某些设备（如虚拟网卡）可能无BIA，需动态生成。

2.3 链路层地址（Link-Layer Address）

• 广义概念：指数据链路层（L2）用于设备间通信的地址，MAC地址是其子集。

• 非MAC依赖的链路层协议：

  • PPP（RFC 1661）：无地址字段，仅用于点对点通信。

  • 帧中继（FR）：使用DLCI（Data Link Connection Identifier）标识虚电路。

  • ATM：基于VPI/VCI交换，无MAC概念。

3. BIA与操作系统层地址的差异

3.1 BIA（烧入地址）

• 存储在网卡ROM，不可轻易修改（需硬件编程）。

• IEEE 802-2014 规定：OUI（前3字节）由IEEE分配，后3字节由厂商决定。

3.2 操作系统层地址

• 系统启动时从BIA读取，但可软件修改：

  • Linux：ip link set eth0 address 00:11:22:33:44:55

  • Windows：通过注册表或设备管理器修改。

  • macOS：sudo ifconfig en0 ether 00:11:22:33:44:55

• 关键区别：修改仅影响内存中的地址，不改变BIA，重启后可能恢复。

4.1 DUID（DHCP Unique Identifier）

• RFC 8415（DHCPv6） 规定：客户端需用DUID标识自身，服务器据此分配IPv6地址。

• 常见生成方式：

  DUID类型	组成	稳定性
  DUID-LLT	时间戳 + 链路层地址（如MAC）	可能变化（依赖时间戳）
  DUID-LL	仅链路层地址（如MAC）	稳定
  DUID-EN	厂商自定义（如设备序列号）	稳定

4.2 DUID不稳定的影响

• 问题：若使用DUID-LLT，且时间戳基于系统启动时间（如Unix微秒时钟），则每次重启可能导致DUID变化，无法实现DHCPv6地址绑定。

• 解决方案：

  • Linux：在/etc/dhcp/dhclient6.conf中强制指定DUID：

    

    Windows：通过注册表固定DUID（HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip6\Parameters）。

5.1 Linux

• 默认DUID生成：DUID-LLT（时间戳 + MAC）。

• 持久化配置：/var/lib/dhcp/dhclient6.leases存储历史记录。

• 手动修改：通过dhclient.conf指定静态DUID。

5.2 Windows

• Win10+：默认尝试生成持久化DUID（基于网卡MAC）。

• 旧版本：可能因时间戳变化导致DUID不稳定。

5.3 macOS

• 默认行为：使用DUID-LL（仅MAC），较稳定。

• 修改方式：sudo networksetup -setv6automatic "Ethernet"。

6. 结论与最佳实践

1. MAC地址 ≠ 链路层地址：MAC是以太网实现，而PPP/帧中继等协议无需MAC。

2. BIA与软件层地址：操作系统可临时覆盖MAC，但BIA需硬件修改。

3. DHCPv6稳定性：

   • 优先使用DUID-LL或DUID-EN。

   • 避免依赖DUID-LLT进行IP绑定。

4. 运维建议：

   • 在虚拟化环境中，确保虚拟网卡MAC/DUID持久化。

   • 跨平台部署时，检查各系统的DUID生成策略。

• IEEE 802.3-2018 (Ethernet)

• RFC 826 (ARP)

• RFC 4291 (IPv6 Addressing)

• RFC 8415 (DHCPv6)

• RFC 7042 (DUID Guidelines)

本文结合标准文档与主流操作系统实现，澄清了常见混淆，并提供了可落地的技术方案。