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一、IP地址
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一、IP地址
对于IP地址相信大家都很熟悉即指使用TCP/IP协议指定给主机的32位地址。IP地址由用点分隔开的4个8八位组构成如192.168.0.1就是一个IP地址这种写法叫点分十进制格式。IP地址由网络地址和主机地址两部分组成分配给这两部分的位数随地址类A类、B类、C类等的不同而不同。网络地址用于路由选择而主机地址用于在网络或子网内部寻找一个单独的主机。一个IP地址使得将来自源地址的数据通过路由而传送到目的地址变为可能。
二、MAC地址
对于MAC地址由于我们不直接和它接触所以大家不一定很熟悉。在OSIOpen 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LLCLogical Link Control下一层即是我们前面所提到的MACMedia 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。
三、MAC地址的长度、表示方法、分配方法及其唯一性
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IEEEIstitute 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。
四、IP地址与MAC地址在互连网中的作用
既然每个以太网设备在出厂时都有一个唯一的MAC地址了那为什么还需要为每台主机再分配一个IP地址呢或者说为什么每台主机都分配唯一的IP地址了为什么还要在网络设备如网卡集线器路由器等生产时内嵌一个唯一的MAC地址呢主要原因有以下几点1IP地址的分配是根据网络的拓朴结构而不是根据谁制造了网络设置。若将高效的路由选择方案建立在设备制造商的基础上而不是网络所处的拓朴位置基础上这种方案是不可行的。2当存在一个附加层的地址寻址时设备更易于移动和维修。例如如果一个以太网卡坏了可以被更换而无须取得一个新的IP地址。如果一个IP主机从一个网络移到另一个网络可以给它一个新的IP地址而无须换一个新的网卡。3无论是局域网还是广域网中的计算机之间的通信最终都表现为将数据包从某种形式的链路上的初始节点出发从一个节点传递到另一个节点最终传送到目的节点。数据包在这些节点之间的移动都是由ARPAddress Resolution Protocol地址解析协议负责将IP地址映射到MAC地址上来完成的。下面我们来通过一个例子看看IP地址和MAC地址是怎样结合来传送数据包的。
假设网络上要将一个数据包名为PAC由北京的一台主机名称为AIP地址为IP_AMAC地址为MAC_A发送到华盛顿的一台主机名称为BIP地址为IP_BMAC地址为MAC_B。这两台主机之间不可能是直接连接起来的因而数据包在传递时必然要经过许多中间节点如路由器服务器等等我们假定在传输过程中要经过C1、C2、C3其MAC地址分别为M1M2M3三个节点。A在将PAC发出之前先发送一个ARP请求找到其要到达IP_B所必须经历的第一个中间节点C1的MAC地址M1然后在其数据包中封装Encapsulation这些地址IP_A、IP_BMAC_A和M1。当PAC传到C1后再由ARP根据其目的IP地址IP_B找到其要经历的第二个中间节点C2的MAC地址M2然后再将带有M2的数据包传送到C2。如此类推直到最后找到带有IP地址为IP_B的B主机的地址MAC_B最终传送给主机B。在传输过程中IP_A、IP_B和MAC_A不变而中间节点的MAC地址通过ARP在不断改变M1M2M3直至目的地址MAC_B。
综合上面所述我们可以归纳出IP地址和MAC地址相同点是它们都唯一不同的特点主要有
1. 对于网络上的某一设备如一台计算机或一台路由器其IP地址可变但必须唯一而MAC地址不可变。我们可以根据需要给一台主机指定任意的IP地址如我们可以给局域网上的某台计算机分配IP地址为192.168.0.112 也可以将它改成192.168.0.200。而任一网络设备如网卡路由器一旦生产出来以后其MAC地址永远唯一且不能由用户改变。
2. 长度不同。IP地址为32位MAC地址为48位。
3. 分配依据不同。IP地址的分配是基于网络拓朴MAC地址的分配是基于制造商。
4. 寻址协议层不同。IP地址应用于OSI第三层即网络层而MAC地址应用在OSI第二层即数据链路层。 数据链路层协议可以使数据从一个节点传递到相同链路的另一个节点上通过MAC地址而网络层协议使数据可以从一个网络传递到另一个网络上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。
文献原文链接地址MAC地址和IP地址的关系
