ip地址與mac地址的區别和聯系-tft每日頭條

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家庭網絡場景

在我們的家庭網絡中有許多的網絡設備，比如我們有兩台計算機A和B，一台手機，一台電視機，他們都連接到了路由器上，并且路由器通過運營商線路接入因特網。

在這個網絡模型中有許多的應用場景：
計算機A和B之間互相發送文件
手機通過app控制電視機
電視機訪問計算機A上共享的影片
計算機和手機訪問互聯網上的網站
在家中通過VPN連接到公司内網中進行工作

以上幾種應用場景都脫離不了一件事，就是通過網絡進行通信

圍繞這些話題，芝士君準備通過五期教程剖析計算機網絡世界，看了這五期教程，相信你可以從網絡小白一躍成為網絡達人。

五期内容分别是：
MAC地址與IP地址
交換機與路由器
家庭網絡與因特網
TCP協議與UDP協議
VPN

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寫信的兩個關鍵信息

在現實生活中，我們如果要給對方寫信，除了信件内容外，我們還需要填寫信封，信封上有寫兩個重要信息，一個是收件地址，一個是收件人。收件地址表示這封信要寄到哪裡，收件人表示信要寄給誰。

同樣的道理，在網絡世界中，我們要發信息給别人，也需要知道收件地址和收件人，他們就是MAC地址與IP地址。MAC地址就是收件地址，IP地址就是收件人。

如果把網絡比喻為我們生活的城市，那網卡就是城市中的建築，MAC地址就是這棟建築的物理地址，而IP地址就是在這些建築中的人。

與寫信不同，在計算機網絡中發送消息，我們隻需要填寫内容和對方的IP地址，操作系統會根據目标IP自動查詢arp表獲取對方的mac地址，補齊這封信，從網卡發出。
IP地址與MAC地址

我們再回過頭看來看一下這個網絡模型，雖然計算機，手機，電視他們是不同的類型的電子産品，但是他們的通信都是由其内部的網卡設備所進行的，所以我們統一用網卡來表示設備。

每張網卡在出廠時，都寫入一個地址，就是mac地址，這個地址是由6個字節構成的，其中前3個數表示的是網絡硬件廠商的編号，由IEEE（國際性電子技術與電子工程師協會）分配，後3個字節代表該制造商所制造的網卡的序列号。所以mac地址是全球唯一的地址。雖然可以通過一些其他手段修改mac地址，但不在我們讨論的範圍。

我們上面說了，mac地址表示了網卡在網絡中的确定位置，那這個位置是如何表示與确定的呢？

比如我們的計算機A通過網線接入到了交換機的端口1，那這個端口1就是網絡中的具體位置，就像我們的門牌号一樣，交換機就知道了某個mac地址在端口1上，從而就把mac地址和端口進行了綁定。關于交換機的具體話題以及交換機與路由器的區别，我們在下期内容再進行詳聊。

我們的網卡接入網絡後如果要通信，需要給它配置另一個地址，就是IP地址，IP地址有兩種，IPv4地址和IPv6地址，如我們常用的192.168.1.x就是IPV4地址，由四位0-255的數字用小數點間隔構成。

目前IPv4技術可能使用的IP地址最多可有4,294,967,296個，看上去像是很難會用盡，但由于早期編碼和分配上的問題，很多區域的編碼實際上被空出或不能使用。随着互聯網的快速成長，IPv4的42億個地址最終于2011年2月3日用盡。

相應的科研組織已研究出128位的IPv6，其IP地址數量最高可達3.402823669 × 10^38個，屆時每個人家居中的每件網絡設備，甚至地球上每一粒沙子都可以擁有自己的IP地址。
DHCP協議獲取IP地址

現在我們知道了，網卡上需要配置好IP地址才可以工作。這時候又有同學要問了，我的電腦接上網線，或者手機連上路由器之後，沒讓我配置IP地址也可以正常使用啊。

這是因為由稱之為DHCP的協議幫我們自動配置了。
當電腦插上網線，或者手機連接到wifi，操作系統網絡協議棧會自動向外發送一個dhcp請求，請求為其分配IP地址
路由器收到DHCP請求後，會為其分配一個IP地址，并通過DHCP回複報文發送回去
操作系統收到了DHCP回包後，将其分配的IP地址配置到網卡上，注意，在一個局域網中，IP地址也是唯一的，路由器不會分配重複的IP地址給不同的設備

當然，你也可以手動把DHCP關掉，這樣你需要手動來配置一下網卡的IP地址，但是你要保證，你配置的IP地址不能與此網絡中的其他人重複

這樣網卡就配置好了IP地址
arp協議獲取MAC地址
我們上面提到，mac地址是由操作系統來補齊的，那操作系統是如何知道對方的mac地址的

實際上，這一步是由arp協議來完成的

當計算機A想向計算機B發送消息你好時，操作系統并不會立即發出，他會先發送一包arp廣播報文出去，問一下，192.168.1.10的mac地址是多少。

此時網絡中的所有設備都收到了這一包請求報文，除了192.168.1.10以外的設備，都會丢棄這包請求報文，隻有192.168.1.10會回複自己的mac地址是多少

計算機A收到了回複，知道了計算機B的MAC地址，他首先會把計算機B的mac地址緩存起來，以便下次再用，然後填寫MAC地址，把這封信補全，從網卡發送出去，交換機根據數據包中的目标mac地址找到了計算機B所在的端口，從此端口發送出去，數據就被計算機B收到了
三個疑問

看到這裡，不知道大家有沒有一個疑問，交換機是如何找到目标端口的，以及交換機和路由器有什麼區别，網關和路由又是什麼意思，我們統一在下個視頻進行講解。歡迎大家點贊留言評論轉發。

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