什么是MAC地址?什么是IP地址?IP地址与MAC地址是什么关系?

MAC地址是指Media Access Control Address,媒体访问控制地址。MAC地址被烧录在网络设备的ROM之内,
IP地址类似于门牌号码,有了门牌号码,邮差才知道把邮件投送到哪里。
有人新建房屋了,就会分配新的门牌号码(相当于新设备入网,服务器会给它分配IP地址)。
有人把房子拆了,这个门牌号码就会撤消(相当于设备离线,分配给它的IP地址就会释放出来)。被撤消的门牌号码可能会分配给附近新的房屋使用。
类似于影院内的座位编号,每个座位有一个唯一个号码,但坐在这个座位上的人的身份证号(相当于MAC地址)可以不同。而且,如果是临时增加的座位,连座位号也可能有变动,座位号也会变的是动态IP地址。协议版本不同,IP地址也不一样。这次我们讲IPv4的IP地址。下次有时间再介绍IPv6的IP地址。
IPv4的IP地址由网络编号(Net ID)和主机编号(Host ID)组成。分为A、B、C、D、E五类。所有IP地址用四段8bit二进制数表示,总长度为32bit。
A类IP地址第一段为网络编号,其中第一位必须为“0”,后面三段为主机编号;
B类IP地址前两段为网络编号,其中前两位必须为“10”,后面两段为主机编号;
C类IP地址前三段为网络编号,其中前三位必须为“110”,后面一段为主机编号;
D类IP地址为组播地址,前面四位必须为“1110”;
E类IP地址保留给将来使用,前面五位必须为“11110”。
由于二进制数太长不好记,所以常常将IP地址转换成四段十进制数来表示,各段之间用点分开。例如一个C类IP地址:11000000.10101000.00000001.00000001 ,转成十进制来表示则为:192.168.1.1 。看起来简洁多了,也好记多了。
图片来自《工业计算机硬件技术支持手册》
IPv4还有一些特殊的IP地址:
a) 网络地址:主机号全为“0”的IP地址不分配给任何主机,它代表整个网络本身。例如C类IP地址:192.168.1.0,它的前三段是网络编号,第四段主机号是“00000000”,代表当前整个局域网络,是网络地址。
b) 定向广播地址(Directed Broadcast Address):主机号全为“1”的IP地址不分配给任何主机,它常常被用于向网络内的所有主机发送报文,即广播。以实现PPPoE拨号,或者向DHCP服务器索取IP地址等。这类地址,我们称之为定向广播地址。也有人称之为直接广播地址或直播地址。如果跨网的路由器开启了定向广播功能,这个地址还能进行跨网广播。
c) 受限广播地址(Limited Broadcast address):32位全为“1”的IP地址不分配给任何主机使用,该地址可以向所有主机发送报文。因为这个地址连网络号也没有,所以无法跨越路由器或代理服务器,只能在本地网络中进行广播,所以称为之受限广播地址或有限广播地址。常用于无盘工作站在启动时向服务器索要IP地址。
d) 环回地址(Loop Back Address):A类IP地址中,第一段为127的IP地址是保留地址,用于软件测试或本地进程间通信。称为环回地址。环回地址中用得最多的就是127.0.0.1 。
e) 私有地址:在A、B、C类IP地址中各划分出一些IP地址给局域网内部使用,这些IP地址不允许在互联网(俗称外网)上出现。称为私有地址。相对地,被允许直接在互联网使用的IP地址称为公有地址。使用私有地址的主机想要连接到互联网时,要经过代理服务器(Proxy Server)或路由器转接。
A类私有地址为:10.0.0.0~10.255.255.255
B类私有地址为:172.16.0.0~172.31.255.255
C类私有地址为:192.168.0.0~192.168.255.255
更多网络相关知识请参阅《工业计算机硬件技术支持手册》第4章。
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