IP地址与MAC地址讲解

1、一、IP地址和MAC地址1、MAC地址MAC（Media Access Control，介质访问控制）地址，或称为物理地址，也叫硬件地址，用来定义网络设备的位置，MAC地址是网卡出厂时设定的，是固定的（但可以通过在设备管理器中或注册表等方式修改，同一网段内的MAC地址必须唯一）。MAC地址采用十六进制数表示，长度是6个字节（48位），分为前24位和后24位。1.1、前24位叫做组织唯一标志符（Organizationally Unique Identifier，即OUI），是由IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分了不同的厂家。1.2、后24位是由厂家自己分配的，称为扩展标识符。同一

2、个厂家生产的网卡中MAC地址后24位是不同的。MAC地址对应于OSI参考模型的第二层数据链路层，工作在数据链路层的交换机维护着计算机MAC地址和自身端口的数据库，交换机根据收到的数据帧中的“目的MAC地址”字段来转发数据帧。2、IP地址IP地址（Internet Protocol Address），缩写为IP Adress，是一种在Internet上的给主机统一编址的地址格式，也称为网络协议（IP协议）地址。它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，常见的IP地址，分为IPv4与IPv6两大类，当前广泛应用的是IPv4，目前IPv4几乎耗尽，下一阶段必然会进行版本升级到IPv6；如

3、无特别注明，一般我们讲的的IP地址所指的是IPv4。IP地址对应于OSI参考模型的第三层网络层，工作在网络层的路由器根据目标IP和源IP来判断是否属于同一网段，如果是不同网段，则转发数据包。3、IP地址格式和表示在计算机二进制中，1个字节 = 8位 = 8bit（比特）IP地址格式和表示IP地址(IPv4)由32位二进制数组成，分为4段（4个字节），每一段为8位二进制数（1个字节）每一段8位二进制，中间使用英文的标点符号“.”隔开由于二进制数太长，为了便于记忆和识别，把每一段8位二进制数转成十进制，大小为0至255。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”。IP地址表示为：xxx.xxx.

4、xxx.xxx举个栗子：就是一个IP地址的表示。理解2的指数幂2的幂也称为2的指数，还可以称为2的次方，如2的2次方、2的3次方等等，任何数的0次方都等于1。在IP地址中，0次方到7次方刚好为8位，这对于IP地址二进制转换为十进制非常方便。举个例子：11010010 = 127+126+025+124+023+022+121+020 = 128+64+0+16+0+0+2+0 = 210我们需要记住上图的2的幂的结果，不需要死记硬背，这个是有技巧的，从上图来看，很容易发现，由于是2的幂，所有相邻的幂的前后都是相差2倍，所以只要知道其中一个幂值，就知道相邻的幂的值。4、IP地址的组成IP地址=网

5、络地址+主机地址，比如：计算机的IP地址由两部分组成，一部分为网络标识，一部分为主机标识，同一网段内的计算机网络部分相同，主机部分不同同时重复出现。路由器连接不同网段，负责不同网段之间的数据转发，交换机连接的是同一网段的计算机。通过设置网络地址和主机地址，在互相连接的整个网络中保证每台主机的IP地址不会互相重叠，即IP地址具有了唯一性。5、IP地址与MAC地址区别长度不同：IP地址为32位（二进制），MAC地址为48位（十六进制）。分配依据不同：IP地址的分配是基于网络拓扑，MAC地址的分配是基于制造商。寻址协议层不同：IP地址应用于OSI第三层（网络层），而MAC地址应用在OSI第二层（数据

6、链路层）。6、IP地址与MAC地址的作用和关系IP和MAC两者之间分工明确，默契合作，完成通信过程。在数据通信时，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；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。计算机在和其他计算机通信之前，首先要判断目标IP地址

7、和自己的IP地址是否在一个网段，这决定了数据链层的目标MAC地址是目标计算机的还是路由器接口的MAC地址。数据包的目标IP地址决定了数据包最终到达哪一个计算机，而目标MAC地址决定了该数据包下一跳由哪个设备接收，不一定是终点。二、IP地址的分类1、IP地址分类详解IP地址分A、B、C、D、E五类，其中A、B、C这三类是比较常用的IP地址，D、E类为特殊地址。、A类地址A类地址第1字节为网络地址（最高位固定是0），另外3个字节为主机地址。A类地址范围： - 55，其中0和127作为特殊地址。A类网络默认子网掩码为，也可写作/8。A类网络最大主机数量是256256256-2=166777214（减

8、去1个主机位为0的网络地址和1个广播地址）。在计算机网络中，主机ID全部为0的地址为网络地址，而主机ID全部为1的地址为广播地址，这2个地址是不能分配给主机用的。、B类地址B类地址第1字节（最高位固定是10）和第2字节为网络地址，另外2个字节为主机地址。B类地址范围： - 55。B类网络默认子网掩码为，也可写作/16。B类网络最大主机数量256256-2=6554。、C类地址C类地址第1字节（最高位固定是110）、第2字节和第3个字节，另外1个字节为主机地址。C类地址范围： - 55。C类网络默认子网掩码为，也可写作/24。C类网络最大主机数量256-2=254。、D类地址D类地址不分网络地址

9、和主机地址，它的第1个字节的最高位固定是1110。D类地址用于组播（也称为多播）的地址，无子网掩码。D类地址范围： - 55。、E类地址E类地址也不分网络地址和主机地址，它的第1个字节的最高位固定是11110。E类地址范围： - 55。其中-54作为保留地址，主要用于Internet试验和开发，55作为广播地址。2、IP地址分类思维导图IP地址总结学习思维导图如下：三、保留的特殊IP地址以下这些特殊IP地址都是不能分配给主机用的地址：主机ID全为0的地址：特指某个网段，比如： ，指网段。主机ID全为1的地址：特指该网段的全部主机，比如：55，如果你的计算机发送数据包使用主机ID全是1的IP地址

10、，数据链层地址用广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。：是本地环回地址，指本机地址，一般用来测试使用。回送地址(127.x.x.x)是本机回送地址(Loopback Address)，即主机IP堆栈内部的IP地址。：-55实际上是自动私有IP地址。：如果计算机的IP地址和网络中的其他计算机地址冲突，使用ipconfig命令看到的就是，子网掩码也是。保留的特殊IP地址思维导图如下：四、公网和私网IP地址公网IP地址公有地址分配和管理由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特网信息中心）负责。各级ISP使用的公网地址都需要向Inter

11、NIC提出申请，有Inter NIC统一发放，这样就能确保地址块不冲突。私网IP地址创建IP寻址方案的人也创建了私网IP地址。这些地址可以被用于私有网络，在Internet没有这些IP地址，Internet上的路由器也没有到私有网络的路由表。A类： ，保留了1个A类网络。B类： ，保留了16个B类网络。C类： ，保留了256个C类网络。PS：私网地址访问Internet需要做NAT或PAT网络地址转换公网和私网IP地址思维导图如下：五、IP地址划分1、CIDR与VLSM的区别：CIDR是把几个标准网络合成一个大的网络VLSM是把一个标准网络分成几个小型网络(子网)CIDR是子网掩码往左边移了，

12、VLSM是子网掩码往右边移了2、VLSM（可变子网掩码）子网划分: 例：一个 /24 的C类地址段，现在需要划分5个区域的地址段A区域有100台主机，它的网段的网段号和子网掩码是多少B区域有25台主机，它的网段的网段号和子网掩码C区域有20台主机，它的网段的网段号和子网掩码D区域有12台主机设备，它的网段的网段号和子网掩码E区域的路由器接口网络号是48 子网掩码是52 ，路由器2个接口分别是？划分后：A区域有100台 HYPERLINK /s?q=%E4%B8%BB%E6%9C%BA&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn t _blank 主机

13、，它的 HYPERLINK /s?q=%E7%BD%91%E6%AE%B5&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn t _blank 网段的网段号是, HYPERLINK /s?q=%E5%AD%90%E7%BD%91%E6%8E%A9%E7%A0%81&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn t _blank 子网掩码是28解析：/24的子网掩码是转换成二进制就是111111111.11111111.11111111.00000000，然后将网段位向右移动1位就变成11111111. 111111

14、11.11111111.10000000转为十进制是28，此时就是将/24的C网划分为2个网段（2的N次方个网段，N等于网段位向右移动的位数），每个网段有256/2=128个地址（包含1个网段与1个广播地址），实际主机地址有126个，能够满足放100台主机。因此它的 HYPERLINK /s?q=%E7%BD%91%E6%AE%B5&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn t _blank 网段的网段号是, HYPERLINK /s?q=%E5%AD%90%E7%BD%91%E6%8E%A9%E7%A0%81&ie=utf-8&src=inter

15、nal_wenda_recommend_textn t _blank 子网掩码是28。我们可以看到被划分后的两个网段分别是：/25与28/25。并且/25网段被A区主机使用，而28/25网段明显被浪费了，那么我们可以继续将28/25再次划分。如下：B区域有25台主机，它的网段的网段号是28,子网掩码是24解析:/24的子网掩码是转换成二进制就是111111111.11111111.11111111.00000000，然后将网段位向右移动2位就变成11111111. 11111111.11111111.11000000转为十进制是92，此时就是将/24的C网划分为4个网段（2的N次方个网段，N等

16、于网段位向右移动的位数），每个网段有256/4=64个地址（包含1个网段与1个广播地址），实际主机地址有62个。目前只需25台那么我们继续划分将子网掩码转换成二进制后再向右移动一位，结果子网掩码变成了24，网络被划分成了8个网段，每个网段有256/8=32个地址（包含1个网段与1个广播地址），实际主机地址是30台与25台很接近了，很明显继续划分的话就不能满足25台主机的需求了。此时因为/25（ 28）网段已经被使用了，所以我们只能从28/25网段开始。因此，我们得出它的网段的网段号是28,子网掩码是24C区域有20台主机，它的网段的网段号是60,子网掩码是24解析：C区有20台主机，我们B区划

17、分的可以容纳30台主机刚好也适合它。因此我们可以使用28/27的下一个网段的地址160（128个地址+32地址），即它的网段的网段号是60,子网掩码是24D区域有12台主机，它的网段的网段号是92,子网掩码40解析：/24网段，如果要满足12台主机，256个地址可以分成16个网段，每个网段16台主机或者32个网段，每个网段8台主机。很明显分16个网段最合适，就相当将子网掩码的网段位右移了4位，转换成十进制就是40，C区从60加32位地址，刚好就到了92，因此D区的网段的网段号是92,子网掩码40。 E区域的 HYPERLINK /s?q=%E8%B7%AF%E7%94%B1%E5%99%A8&

18、ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn t _blank 路由器 HYPERLINK /s?q=%E6%8E%A5%E5%8F%A3&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn t _blank 接口 HYPERLINK /s?q=%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%8F%B7&ie=utf-8&src=internal_wenda_recommend_textn t _blank 网络号是48 子网掩码是52 ，路由器2个接口分别是 49和50解析：E区子网掩码转换成二进制是11111111.

19、11111111.11111111.11111100 可以看出此网络是被分成了64个网段，每个网段是4个地址（包含1个网段与1个广播地址），而且路由器网段是从48开始，那么就只剩下49、50、51这三个地址，因为248是网段，251是广播地址，所以路由器2个接口分别是 49和50CIDR的介绍：CIDR（Classless Inter-Domain Routing，无类域间路由选择）它消除了传统的A类、B类和C类地址以及划分子网的概念，因而可以更加有效地分配IPv4的地址空间。它可以将好几个IP网络结合在一起，使用一种无类别域际路由选择算法，使它们合并成一条路由从而较少路由表中的路由条目减轻Internet路由器的负担。3、CIDR汇总与路由汇总的区别路由汇总与CIDR汇总的区别：路由汇总还有类的概念，汇总后的掩码长度必须要大于或等于主类网络