1、MAC地址

MAC（Media Access Control，介質(zhì)訪問控制）地址，或稱為物理地址，也叫硬件地址，用來定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置，MAC地址是網(wǎng)卡出廠時設(shè)定的，是固定的（但可以通過在設(shè)備管理器中或注冊表等方式修改，同一網(wǎng)段內(nèi)的MAC地址必須唯一）。MAC地址采用十六進(jìn)制數(shù)表示，長度是6個字節(jié)（48位），分為前24位和后24位。

1）前24位叫做組織唯一標(biāo)志符（Organizationally Unique Identifier，即OUI），是由IEEE的注冊管理機(jī)構(gòu)給不同廠家分配的代碼，區(qū)分了不同的廠家。

2）后24位是由廠家自己分配的，稱為擴(kuò)展標(biāo)識符。同一個廠家生產(chǎn)的網(wǎng)卡中MAC地址后24位是不同的。

MAC地址對應(yīng)于OSI參考模型的第二層數(shù)據(jù)鏈路層，工作在數(shù)據(jù)鏈路層的交換機(jī)維護(hù)著計(jì)算機(jī)MAC地址和自身端口的數(shù)據(jù)庫，交換機(jī)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的“目的MAC地址”字段來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。

2、IP地址

IP地址（Internet Protocol Address），縮寫為IP Adress，是一種在Internet上的給主機(jī)統(tǒng)一編址的地址格式，也稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IP協(xié)議）地址。它為互聯(lián)網(wǎng)上的每一個網(wǎng)絡(luò)和每一臺主機(jī)分配一個邏輯地址，常見的IP地址，分為IPv4與IPv6兩大類，當(dāng)前廣泛應(yīng)用的是IPv4，目前IPv4幾乎耗盡，下一階段必然會進(jìn)行版本升級到IPv6；如無特別注明，一般我們講的的IP地址所指的是IPv4。

IP地址對應(yīng)于OSI參考模型的第三層網(wǎng)絡(luò)層，工作在網(wǎng)絡(luò)層的路由器根據(jù)目標(biāo)IP和源IP來判斷是否屬于同一網(wǎng)段，如果是不同網(wǎng)段，則轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

3、IP地址格式和表示

在計(jì)算機(jī)二進(jìn)制中，1個字節(jié) = 8位 = 8bit（比特）

①IP地址格式和表示

IP地址(IPv4)由32位二進(jìn)制數(shù)組成，分為4段（4個字節(jié)），每一段為8位二進(jìn)制數(shù)（1個字節(jié)）

每一段8位二進(jìn)制，中間使用英文的標(biāo)點(diǎn)符號“.”隔開

由于二進(jìn)制數(shù)太長，為了便于記憶和識別，把每一段8位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)成十進(jìn)制，大小為0至255。

IP地址的這種表示法叫做“點(diǎn)分十進(jìn)制表示法”。

IP地址表示為：xxx.xxx.xxx.xxx

舉個栗子：210.21.196.6就是一個IP地址的表示。

②理解2的指數(shù)冪

2的冪也稱為2的指數(shù)，還可以稱為2的次方，如2的2次方、2的3次方等等，任何數(shù)的0次方都等于1。

在IP地址中，0次方到7次方剛好為8位，這對于IP地址二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制非常方便。

舉個栗子：11010010 = 1×2^7+1×2^6+0×2^5+1×2^4+0×2^3+0×2^2+1×2^1+0×2^0 = 128+64+0+16+0+0+2+0 = 210

我們需要記住上圖的2的冪的結(jié)果，不需要死記硬背，這個是有技巧的，從上圖來看，很容易發(fā)現(xiàn)，由于是2的冪，所有相鄰的冪的前后都是相差2倍，所以只要知道其中一個冪值，就知道相鄰的冪的值。

4、IP地址的組成

IP地址=網(wǎng)絡(luò)地址+主機(jī)地址，比如：

計(jì)算機(jī)的IP地址由兩部分組成，一部分為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，一部分為主機(jī)標(biāo)識，同一網(wǎng)段內(nèi)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)部分相同，主機(jī)部分不同同時重復(fù)出現(xiàn)。路由器連接不同網(wǎng)段，負(fù)責(zé)不同網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，交換機(jī)連接的是同一網(wǎng)段的計(jì)算機(jī)。通過設(shè)置網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址，在互相連接的整個網(wǎng)絡(luò)中保證每臺主機(jī)的IP地址不會互相重疊，即IP地址具有了唯一性。

5、IP地址與MAC地址區(qū)別

長度不同：IP地址為32位（二進(jìn)制），MAC地址為48位（十六進(jìn)制）。

分配依據(jù)不同：IP地址的分配是基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌琈AC地址的分配是基于制造商。

尋址協(xié)議層不同：IP地址應(yīng)用于OSI第三層（網(wǎng)絡(luò)層），而MAC地址應(yīng)用在OSI第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）。

6、IP地址與MAC地址的作用和關(guān)系

IP和MAC兩者之間分工明確，默契合作，完成通信過程。在數(shù)據(jù)通信時，IP地址專注于網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備（如路由器）根據(jù)IP地址，將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)傳遞轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個網(wǎng)絡(luò)上；而MAC地址專注于數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備（如交換機(jī)）根據(jù)MAC地址，將一個數(shù)據(jù)幀從一個節(jié)點(diǎn)傳送到相同鏈路的另一個節(jié)點(diǎn)上。IP和MAC地址這種映射關(guān)系由ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協(xié)議）協(xié)議完成，ARP根據(jù)目的IP地址，找到中間節(jié)點(diǎn)的MAC地址，通過中間節(jié)點(diǎn)傳送，從而最終到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)。

計(jì)算機(jī)在和其他計(jì)算機(jī)通信之前，首先要判斷目標(biāo)IP地址和自己的IP地址是否在一個網(wǎng)段，這決定了數(shù)據(jù)鏈層的目標(biāo)MAC地址是目標(biāo)計(jì)算機(jī)的還是路由器接口的MAC地址。數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址決定了數(shù)據(jù)包最終到達(dá)哪一個計(jì)算機(jī)，而目標(biāo)MAC地址決定了該數(shù)據(jù)包下一跳由哪個設(shè)備接收，不一定是終點(diǎn)。

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