IP地址和MAC地址介绍及区别

1、IP地址

IP地址,IP协议提供的统一的地址格式,它为互联网上的每一个主机(路由器)的每一个接口分配一个逻辑地址。
目前IP地址使用32位二进制的地址格式(分类的IP地址编码方式),由两部分组成:一部分是标识该地址所从属的网络号;另一部分是标明该网络号的某一个特定主机的主机号,网络号由因特网权利机构进行分配,一个网络号在整个因特网范围内必须是唯一的,主机地址则是由各个网络的管理员进行分配,一个主机号在它前面的网络号所指明的网络范围是唯一的,也就是说在同一网段内,主机之间必须有不同的主机号,这样一来,一个IP地址在整个因特网范围内就是唯一的,这样就可以很方便的在互联网上通过IP进行寻址。(例如:192.168.0.1)
IP地址的设计者将IP地址空间划分为五个不同的地址类别
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A,B,C类地址的网络号分别为1,2,3字节长度,在网络号字段前面有1~3位的类别位,数值规定为0,10,110;主机号分别为3,2,1位字节长度

对于A类,它的范围是0.0.0.0~127.255.255.255
B类,128.0.0.0~191.255.255.255
C类192.0.0.0到223.255.255.255
D类 224.0.0.0到239.255.255.255
E类 240.0.0.0到247.255.255.255

对于IP地址来说,我们采用的是点分十进制记法,也就是说每8位我们用十进制的数字将其代替,提高了可读性
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随着Internet的飞速发展,这种划分方案的局限性很快显现出来,大多数组织都申请B类网络地址, 导致B类地址很快就分配完了, 而A类却浪费了大量地址,假如说某一机构申请了B类的地址,在理论上我们可以有2^16个主机,但是在实际的网络架构中,并不会存在一个子网中有这么多情况,因而大量的IP地址都被浪费了。
为了解决上述的问题,我们增加了一个字段子网号字段,我们将这种编码方式称为划分子网
也就是在一个网络内部将物理网络进行划分为多个子网,划分子网的方法是从网络的主机号借用若干位作为子网号,这样一来IP地址由两位就变为三位。

进行数据传输的时候,我们仍然是根据数据报的目的网络号和子网号找到目的子网,将数据报传输到目的主机上

凡是目的地址为196.168.X.X的地址我们都会送到这个路由器中,再根据数据报的目的地址发送到对应的子网上,但是中间的过程是如何,路由器如何将数据报发送到对应的子网上,在这里我们引用到子网掩码这个概念,子网掩码也是32位,由1和0组成,1对应于网络号和子网号
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A类地址的默认子网掩码是255.0.0.0,或OxFF000000
B类地址的默认子网掩码是255.255.0.0,或OxFFFF0000
C类地址的默认子网掩码是255.255.255.0,或Offffff00

为了使得路由器能够从收到的数据报中的目的IP找到所要找的子网的网络地址,路由器就要使用子网掩码,我们将路由器中数据报的目的IP地址与子网掩码进行与操作,就可以得到子网的网络地址
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私有IP和公有IP

私有IP就是只是在一个组织内部进行局域网通信,而不是直接连接到因特网上面,理论上来说使用任意的IP都可以,因为它对于因特网上的通信是无效的。
但是RFC 1918规定了用于组建局域网的IP地址

10., 前8位是网络号,共16,777,216个地址 A: 10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.到172.31., 前12位是网络号,共1,048,576个地址 B:172.16.0.0~172.31.255.255即
192.168.
,前16位是网络号,共65,536个地址 C:192.168.0.0~192.168.255.255 包含在这个范围中的, 都成为私有IP

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剩下的都是作为公网IP

特殊的IP地址
因特网上的每个网络都有一个IP地址,其主机号部分为0

  • 将IP地址中的主机地址全部设为0, 就成为了网络号, 代表这个局域网;
  • 将IP地址中的主机地址全部设为1, 就成为了广播地址, 用于给同一个链路中相互连接的所有主机发送数据包;
  • 127.*的IP地址用于本机环回(loop back)测试,通常是127.0.0.1,命名为localhost
MAC地址**

MAC地址也就是物理地址,MAC地址用于在网络中唯一标示一个网卡,一台设备若有一或多个网卡,则每个网卡都需要并会有一个唯一的MAC地址,MAC地址是不可变的,网卡从生产出来,它就是固定的。长度是48位,及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19),从层次上来说,IP地址是在网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址,而MAC地址是在数据链路层和物理层使用的地址。
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在发送数据的时候,数据包从上往下依次进行包装,在网络层在其首部封装 源IP,目的IP,等到数据发送到数据链路层,这时就被封装成了帧,MAC帧在发送的时候在其首部封装了源MAC地址和目的MAC地址,我们这个时候在数据链路层是看不到IP的地址的,也就是说每一层都有它的对数据进行处理的格式,想要进行数据的发送,必须要转化为帧。

区别:
IP地址描述的是路途总体的 起点 和 终点;
MAC地址描述的是路途上的每一个区间的起点和终点;

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