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聊聊ip与mac地址之间那些事

not so perfect 2024-02-05 原文

目的

主要是梳理网络中ip, mac地址之间区别, 以及联系。

IP

IP 最直观表现是形势是32bit表示
类似于192.168.32.80 或者(11000000 10101000 00100000 01010000)表现形式。

IP地址是每台计算机在网络中的唯一标识。采用“点分十进制”的方式来记忆IP地址。

它是由 网络号+ 主机号 组成。

IP地址专注于网络层,网络层设备(如路由器)根据IP地址,将数据包从一个网络传递转发到另外一个网络上;

**分类 **

简单的说:
A类网络的IP地址范围为:1.0.0.1-126.255.255.254;
B类网络的IP地址范围为:128.1.0.1-191.255.255.254;
C类网络的IP地址范围为:192.0.1.1-223.255.255.254

具体解释:

1.A类IP地址

一个A类IP地址由1字节(每个字节是8位)的网络地址和3个字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“0”,即第一段数字范围为1~126。每个A类地址可连接16387064台主机,Internet有126个A类地址。

2.B类IP地址

一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”,即第一段数字范围为128~191。每个B类地址可连接64516台主机,Internet有16256个B类地址。

3.C类IP地址

一个C类地址是由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“ll0”,即第一段数字范围为192~223。每个C类地址可连接254台主机,Internet有2054512个C类地址。

4.D类地址用于多点播送。

第一个字节以“lll0”开始,第一个字节的数字范围为224~239,是多点播送地址,用于多目的地信息的传输,和作为备用。全零(“0.0.0.0”)地址对应于当前主机,全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址。

5.E类地址

以“llll0”开始,即第一段数字范围为240~254。E类地址保留,仅作实验和开发用。

全零(“0.0.0.0”)地址对应于当前主机。全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址。

在IP地址3种主要类型里,各保留了3个区域作为私有地址,常见于局域网中。

MAC地址

mac地址是硬件地址(网卡),也叫物理地址,一般都是用来识别局域网内的电脑位置的。一个网卡会有一个全球唯一固定的MAC地址,但可对应多个IP地址。
MAC地址工作于局域网,局域网之间的互连一般通过现有的公用网或专用线路,需要进行网间协议转换。可以在Ethernet上传送IP信息,此时IP地址只是Ethernet信息包数据域的一部分,Ethernet交换机或处理器看不见IP地址,只是将其作为普通数据处理,网络上层软件才会处理IP地址。

最直观表现形式: 08:00:20:0A:8C:6D

MAC地址的长度为48位(6个字节),通常表示为12个16进制数,每2个16进制数之间用冒号隔开,如:08:00:20:0A:8C:6D就是一个MAC地址,其中前6位16进制数08:00:20代表网络硬件制造商的编号,它由IEEE(Istitute of Electrical and Electronics Engineers,电气与电子工程师协会)分配,而后3位16进制数0A:8C:6D代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。每个网络制造商必须确保它所制造的每个以太网设备都具有相同的前三字节以及不同的后三个字节。这样就可保证世界上每个以太网设备都具有唯一的MAC地址。

在OSI(Open System Interconnection,开放系统互连)7层网络协议(物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层)参考模型中,第二层为数据链路层(Data Link)。它包含两个子层,上一层是逻辑链路控制(LLC:Logical Link Control),下一层即是我们前面所提到的MAC(Media Access Control)层,即介质访问控制层。所谓介质(Media),是指传输信号所通过的多种物理环境。常用网络介质包括电缆(如:双绞线,同轴电缆,光纤),还有微波、激光、红外线等,有时也称介质为物理介质。MAC地址也叫物理地址、硬件地址或链路地址,由网络设备制造商生产时写在硬件内部。这个地址与网络无关,也即无论将带有这个地址的硬件(如网卡、集线器、路由器等)接入到网络的何处,它都有相同的MAC地址,MAC地址一般不可改变,不能由用户自己设定。

而MAC地址专注于数据链路层,数据链路层设备(如交换机)根据MAC地址,将一个数据帧从一个节点传送到相同链路的另一个节点上。IP和MAC地址这种映射关系由ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议)协议完成,ARP根据目的IP地址,找到中间节点的MAC地址,通过中间节点传送,从而最终到达目的网络。

一个MAC地址会有网络拓扑影响会对应多个IP地址变化。

MAC地址和IP地址的区别与联系

最终

每个Ethernet网卡生产厂家必须向IEEE组织申请一组MAC地址,在生产网卡时在网卡的串行EEPROM中写入一个唯一的MAC地址。任何两个Ethernet网卡的MAC地址,不管是哪一个厂家生产的都不应相同。Ethernet芯片厂家不必负责MAC地址的申请,MAC地址存在于每一个Ethernet包中,是Ethernet包头的组成部分,Ethernet交换机根据Ethernet包头中的MAC源地址和MAC目的地址实现包的交换和传递。

IP地址是Internet协议地址,每个Internet包必须带有IP地址,每个Internet服务提供商(ISP)必须向有关组织申请一组IP地址,然后一般是动态分配给其用户。IP地址现是32位长,正在扩充到128位。IP地址与MAC地址无关,因为Ethernet的用户,仍然可通过Modem连接Internet,取得一个动态的IP地址,这个地址每次可以不一致。IP地址通常工作于广域网,路由器处理的就是IP地址。 MAC地址工作于局域网,局域网之间的互连一般通过现有的公用网或专用线路,需要进行网间协议转换。可以在Ethernet上传送IP信息,此时IP地址只是Ethernet信息包数据域的一部分,Ethernet交换机或处理器看不见IP地址,只是将其作为普通数据处理

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