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网络技术入门之IP地址和MAC地址

来源:网上聊天 时间:2023/6/4
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大家好!今天我们来了解下网络中比较基础却又十分重要的知识:ip地址和mac地址,没有这两个地址,网络将无法通信。我在实际工作中发现,真正能把ip地址和mac掌握的从业人员其实并不多,很多小伙伴虽然每天在跟ip地址打交道,却并不清楚它的实际意义,比如:不少小伙伴经常在给电脑或者网络终端设置ip时输入..x.x,掩码...0,网关..x.1等,当问他为什么要这么输,他却说不出所以然来,顶多来一句两个通信终端要在一个网段,或者说我是看别人这么填的,我也这么填,那我今天给大家来一篇相关的文章,尽量用最简单的方式告诉大家关于这两个地址的实用知识。

一、MAC地址

MAC地址(MediaAccessControlAddress)的全称叫作媒体访问控制地址,它是属于网卡的硬件地址,每张网卡出厂时必须给它烧录一个MAC地址,这个地址是不能修改的,当然我们如果确实需要改,可以用软件伪装成其他MAC地址来通信,但是这个改不是真的改,而是给对外设备一个错觉罢了。它的相关知识点如下:

1、MAC地址的长度和表示方式

MAC地址的长度为48个比特位,也就是6个字节,通常表示为12个16进制数,即0-9的数字和A-F的字母来表示,常见的表示方式有如下几种:HH-HH-HH-HH-HH-HH、HH:HH:HH:HH:H:HH、HHHH-HHHH-HHHH、HHHH.HHHH.HHHH,这些写法小编见于各种设备,比如电脑、交换机、路由器、防火墙等,特别是交换机,不同品牌写法也不同。

黄色部分表示的就是mac地址

2、MAC地址的作用

我讲了tcp/ip参考模型,我们的MAC地址其实就是工作在数据链路层(包含在网络接口层),它主要是为交换机端口寻址用的,我们的交换机在转发数据时,是根据内部维护的一张“端口-MAC”映射表为依据的,就是说交换机收到数据包后会检查该数据包的MAC地址,找到和该地址对应的端口转发出去。我们的应用层数据一直被封装到物理层后,转化为比特流在物理介质上传输到对端,对端接收到比特流以后在数据链路层把流转化为数据帧,这个帧头部就包含MAC地址,如果该地址是自己的地址就把数据解封装往应用层传递,这就达到了两主机应用层通信的效果。

二、IP地址

IP的英文是InternetProtocol,意思是“网络之间互连的协议”,它工作在网络层,把传输层传递下来的数据封装上IP包头后进行传输,任何两个终端之间要通信必须要有IP地址,如果把一台电脑比喻成一座房子,那么IP地址相当于是门牌号,别人要找到该户人家的房子,就根据这个号码来找,我们目前见到的IP是点分十进制格式的,比如“..10.35”,但是在传输数据时,会被系统转化为二进制进行数据封包传输。下面我们具体来看下相关知识点。

1、IP地址的长度

IP地址原本是二进制数据,总长度为32位,每8位数据有一个点号分隔,这32位数据如果转化为十进制,就变成了由四个十进制数据+点号的组合的形式,比如“..10.35”其实就是“...”,大家肯定会想二进制和十进制是怎么相互转换的,本来想写下这块内容,但是说起来还比较复杂,如果放在一起讲,那会使篇幅很长,还是以后单独来讲这块内容,这里大家可以直接把要转的十进制数字复制到网页上在线的计算器中计算即可。

2、IP地址的组成和子网掩码

IP地址其实分为两部分,一个是网络号,另一个是主机号,网络号标识了该地址的网段,主机号标识了该IP是这个网段中的哪个地址。那么如何来分别网络号和主机号呢?这里我们要了解一下“子网掩码”的概念,子网掩码是用来辅助区分IP地址的网络号和主机号,它和IP地址的长度一样,也是32位,每8位用点号分隔,但是它和ip有一点不同,那就是ip地址可以0和1交叉出现,但是子网掩码不可以,比如像这种:""是无效的,应该是像""这样0和1之间没有交叉的,因为它的本质是用来确定ip的网络号和主机号的,连续的1代表是网络号,连续的0代表主机号。

3、IP地址的分类

IP地址按不同的分类方式可以分为以下几种:IPv4和IPv6,公有IP和私有IP,A类地址、B类地址、C类地址、D类地址、E类地址和无类别地址。

3.1、IPv4和IPv6

ipv4就是我们目前常用的IP地址,也是本文所讲的地址,长度为32为,ipv6的长度有位,它能包含的主机数量远远大于ipv4.

3.2、公有IP和私有IP

公有地址是由InterNIC机构管理的,需要使用公有IP的机构需要向InterNIC注册并申请,一般申请的机构为网络运营商,比如:电信、移动、联通等,由他们再把公有IP分配给我们用户来使用,在互联网上要能通信,必须要有一个公有IP,当然这个IP可以交给用户设备使用,也可以在某个单位机构设备中使用,由该设备代理用户上网。私有IP是指不需要向InterNIC注册申请的地址,可以由用户自由使用,但是私有地址我们只在局域网中使用,如果需要能在互联网上使用就必须通过NAT技术,将私有IP转换为公有IP再去通信。

3.3、五种类型IP

我们根据IP地址的范围划分,有A、B、C、D、E五种类型的IP地址,这几种IP的地址范围如下:

A类IP

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