# MAC 주소

## 개요

**MAC 주소**(Media Access Control Address)는 네트크 인터페이 컨트롤러(NIC, Network Interface Controller)에 할당된 **물리적 주소**로 데이터 링크 계층(Data Link Layer, OSI 모델의 2계층)에서 네트워크 장치를 고유하게 식별하는 데 사용됩니다. MAC 주소는 이더넷(Ethernet), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등 대부분의 IEEE 802 표준 네트워크 기술에서 사용되며, 네트워크 통신의 기반을 형성합니다.

MAC 주소는 제조 시점에 하드웨어에 고정되어 할당되며, 일반적으로 변경할 수 없습니다. 그러나 소프트웨어를 통해 임의로 변경하는 **MAC 스푸핑**(MAC Spoofing)도 가능합니다.

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## MAC 주소의 구조

MAC 주소는 **6바이트**(48비트)로 구성되며, 일반적으로 12자리의 16진수로 표현됩니다. 예: `00:1A:2B:3C:4D:5E` 또는 `00-1A-2B-3C-4D-5E`.

이 주소는 두 부분으로 나뉩니다:

### 1. OUI (Organizationally Unique Identifier)

- 처음 3바이트(24비트)로, 네트워크 장비 제조업체를 식별합니다.
- IEEE에서 관리하며, 제조사에 고유하게 할당됩니다.
- 예: `00:1A:2B`는 특정 제조사의 OUI입니다.

### 2. 장치 고유 식별자 (NIC-Specific)

- 나머지 3바이트(24비트)로, 제조업체가 각 장치에 고유하게 할당합니다.
- 동일한 제조사의 장치라도 이 부분이 다르기 때문에 전체 MAC 주소는 전 세계에서 유일합니다.

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## MAC 주소의 종류

### 유니캐스트(Unicast) 주소
- 단일 네트워크 장치를 대상으로 하는 주소입니다.
- 첫 번째 바이트의 최하위 비트(LSB)가 0인 경우 유니캐스트로 간주됩니다.
- 예: `00:1A:2B:3C:4D:5E`

### 브로드캐스트(Broadcast) 주소
- 네트워크 내 모든 장치에 데이터를 전송할 때 사용됩니다.
- 모든 비트가 1로 설정된 주소: `FF:FF:FF:FF:FF:FF`
- 스위치나 라우터는 이 주소를 수신한 패킷을 연결된 모든 포트로 전달합니다.

### 멀티캐스트(Multicast) 주소
- 특정 그룹의 장치에 데이터를 전달할 때 사용됩니다.
- 첫 번째 바이트의 최하위 비트가 1이면 멀티캐스트 주소입니다.
- 예: `01:00:5E:00:00:01` (IPv4 멀티캐스트를 위한 MAC 주소)

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## MAC 주소의 역할

### 1. 데이터 링크 계층에서의 주소 지정
- 이더넷 프레임 내에서 송신자(Sender)와 수신자(Receiver)의 물리적 주소를 포함합니다.
- 스위치는 MAC 주소 테이블을 유지하여, 어느 포트에 어떤 MAC 주소가 연결되어 있는지 추적합니다.

### 2. ARP 프로토콜과의 연동
- IP 주소(논리 주소)와 MAC 주소(물리 주소)를 매핑하기 위해 ARP(Address Resolution Protocol)를 사용합니다.
- 예: `192.168.1.10`의 IP 주소를 가진 장치의 MAC 주소를 찾기 위해 ARP 요청을 보냅니다.

### 3. 네트워크 보안 및 필터링
- 많은 네트워크에서는 **MAC 주소 필터링**을 통해 특정 장치만 네트워크에 접속하도록 허용합니다.
- 와이파이 라우터에서 MAC 주소를 등록하지 않으면 연결을 차단할 수 있습니다.

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## MAC 주소의 할당 방식

### EUI-48 (Extended Unique Identifier-48)
- 기존의 48비트 MAC 주소 형식으로, 현재 가장 일반적으로 사용됩니다.
- 12자리 16진수로 표현.

### EUI-64
- 64비트 주소 체계로, IPv6 및 일부 무선 네트워크에서 사용됩니다.
- EUI-48에서 중간에 `FF:FE`를 삽입하여 변환할 수 있습니다.

예시 변환:
```
EUI-48: 00:1A:2B:3C:4D:5E
EUI-64: 00:1A:2B:FF:FE:3C:4D:5E
```

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## MAC 주소의 확인 방법

### Windows
```cmd
ipconfig /all
```
- 출력 결과에서 "물리적 주소" 항목을 확인.

### Linux / macOS
```bash
ifconfig
# 또는
ip link show
```
- `ether` 뒤에 표시되는 주소가 MAC 주소입니다.

### 스마트폰 (Android/iOS)
- 설정 → Wi-Fi → 연결된 네트워크 정보 → MAC 주소 확인 (제조사에 따라 다름)

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## MAC 주소와 IP 주소의 차이

| 항목 | MAC 주소 | IP 주소 |
|------|---------|--------|
| 계층 | 데이터 링크 계층 (Layer 2) | 네트워크 계층 (Layer 3) |
| 범위 | 로컬 네트워크 내에서 유효 | 전 세계 인터넷에서 유효 |
| 변경 가능성 | 하드웨어에 고정 (변경 가능하나 비표준) | 동적으로 할당 가능 (DHCP) |
| 주소 길이 | 48비트 또는 64비트 | IPv4: 32비트, IPv6: 128비트 |

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## 참고 자료 및 관련 문서

- [IEEE Registration Authority](https://standards.ieee.org/products-services/regauth/)
- RFC 7042: "IETF Considerations for IEEE 802 Parameters"
- OSI 7계층 모델
- ARP (Address Resolution Protocol)
- EUI-48 및 EUI-64 표준

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MAC 주소는 네트워크 통신의 핵심 요소로서, 장치 간의 정확한 데이터 전달을 보장합니다. 물리적 주소 체계의 기초이기 때문에, 네트워크 운영, 보안, 문제 진단 등 다양한 분야에서 중요한 역할을 수행합니다.

## OUI 할당 규모별 비교

IEEE는 제조사의 규모와 필요한 주소 개수에 따라 OUI 할당 단위를 세 가지 블록(MA-L, MA-M, MA-S)으로 구분하여 운영합니다.

| 구분 | 명칭 | 할당 범위 (OUI) | 가용 주소 개수 | 특징 |
| :--- | :--- | :--- | :--- | :--- |
| **MA-L** | Large Block | 24비트 (3바이트) | $2^{24}$ (약 1,677만 개) | 대규모 제조사 대상, 전체 OUI 독점 |
| **MA-M** | Medium Block | 28비트 | $2^{20}$ (약 104만 개) | 중규모 제조사 대상, OUI 일부 공유 |
| **MA-S** | Small Block | 36비트 | $2^{12}$ (4,096 개) | 소규모 제조사 대상, OUI 일부 공유 |

## MAC 주소 할당의 효율화: Small Block (MA-S)

**Small Block(MA-S)**은 소규모 제조사가 수백만 개의 주소가 필요하지 않음에도 불구하고 24비트 OUI 전체를 할당받아 주소 공간이 낭비되는 것을 방지하기 위한 체계입니다.

MA-S 방식에서는 하나의 MA-L 블록을 쪼개어 여러 제조사에게 분배합니다. 이때 OUI의 뒷부분 일부를 식별자로 사용하여 제조사를 구분하며, 실제 장치 고유 식별자로 사용할 수 있는 비트 수가 줄어듭니다.

### Small Block 비트 구조 도식도
MA-S 주소는 다음과 같이 비트가 분할되어 할당됩니다.

```text
[ 24-bit OUI ] [ 12-bit Assignment ] [ 12-bit Device ID ]
|--- MA-L ---| |----- MA-S ID -----| |--- Unique ID ---|
 <--- 3 bytes ---> <--- 1.5 bytes ---> <--- 1.5 bytes --->
```
*   **MA-L (24비트):** IEEE가 관리하는 기본 OUI 범위
*   **MA-S ID (12비트):** 해당 MA-L 범위 내에서 특정 소규모 제조사에게 할당된 식별자
*   **Unique ID (12비트):** 제조사가 개별 장치에 부여하는 고유 번호 (최대 4,096개)

## Small Block의 식별 및 관리

Small Block 주소는 일반적인 MA-L 주소와 달리, OUI 영역의 일부가 IEEE의 관리 하에 세분화되어 있다는 점이 특징입니다.

1.  **주소 공간 최적화:** MA-L 하나를 4,096개의 MA-S 블록으로 나눌 수 있어, 전 세계적으로 한정된 48비트 주소 자원을 효율적으로 보존할 수 있습니다.
2.  **식별 방식:** 네트워크 장비나 분석 도구는 OUI 데이터베이스를 통해 해당 주소가 MA-L인지, 혹은 특정 MA-L 내의 MA-S 할당분인지를 판별하여 제조사를 식별합니다.
3.  **할당 사례:** 
    *   특수 목적의 소량 생산 임베디드 모듈 제조사
    *   특정 산업용 센서 네트워크 장비 업체
    *   예를 들어, IEEE로부터 `00:12:34`라는 MA-L 블록의 일부를 할당받은 소규모 업체 A는 `00:12:34:001:000`부터 `00:12:34:001:FFF`까지의 범위(4,096개)를 자신의 장치에 할당하여 사용하게 됩니다.

## EUI-48 표준 내 Small Block 특이사항

EUI-48 표준에서 Small Block(MA-S)을 사용할 경우, 제조사가 임의로 제어할 수 있는 비트 영역이 24비트에서 12비트로 크게 축소됩니다. 이는 제조사가 할당받은 범위 내에서만 주소를 생성해야 함을 의미하며, 범위를 초과하는 장치를 생산할 경우 IEEE에 추가 블록을 신청해야 합니다. 이러한 제약은 주소의 유일성을 엄격히 보장하면서도 자원 낭비를 최소화하는 EUI-48의 관리 전략입니다.