網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)：IP和MAC地址如何工作

IP地址和MAC地址都可以識(shí)別網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備，但它們的工作方式略有不同。MAC地址被硬編碼到設(shè)備中，而IP地址是虛擬地址。

假設(shè)想要訪問一個(gè)網(wǎng)站，這其實(shí)很容易。只要輸入U(xiǎn)RL，然后就可以瀏覽了。這是一個(gè)簡單的過程，我們大多數(shù)人每天都會(huì)執(zhí)行多次。但大多數(shù)人并沒有意識(shí)到，在后臺(tái)發(fā)生了很多事情才能讓我們順暢的訪問。例如，MAC地址、IP地址和子網(wǎng)掩碼負(fù)責(zé)確保瀏覽正確的位置。它是如何工作的？這些不同的地址意味著什么？讓我們來探討一下這一切是如何運(yùn)作的。

什么是MAC地址？

MAC地址是設(shè)備的“物理”地址。它是由制造商硬編碼到網(wǎng)卡上的。由12位十六進(jìn)制數(shù)表示，全世界的每個(gè)設(shè)備都有一個(gè)唯一的MAC地址。雖然大多數(shù)人不記得或不關(guān)心MAC地址，但它們在后臺(tái)工作，以識(shí)別在網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備。

什么是IP地址？

IP地址是一個(gè)虛擬地址，它會(huì)根據(jù)設(shè)備連接的網(wǎng)絡(luò)甚至在重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)時(shí)發(fā)生變化。幾年前，計(jì)算機(jī)上保留相同的IP地址，但現(xiàn)在IP地址通常是動(dòng)態(tài)分配的。有些網(wǎng)站始終具有相同的IP地址，稱為靜態(tài)IP地址。

我們可以將其視為居住地用于接收郵件的街道地址，但I(xiàn)P地址可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化。

什么是子網(wǎng)掩碼？

子網(wǎng)掩碼的工作原理類似于過濾器，可幫助確定IP地址的哪一部分標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)以及標(biāo)識(shí)該網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備。每個(gè)IPv4地址都有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)部分和一個(gè)主機(jī)部分。這些部分由分配給地址的子網(wǎng)掩碼定義。

常見子網(wǎng)掩碼255.255.255.0告訴我們地址的前三個(gè)八位字節(jié)表示網(wǎng)絡(luò)部分，最后一個(gè)八位字節(jié)表示地址的主機(jī)部分。地址為192.158.3.4，掩碼為255.25.255.0，192.168.3.0是網(wǎng)絡(luò)，最后一個(gè)八位字節(jié)0.4是該網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)。

MAC地址、IP地址和子網(wǎng)掩碼如何協(xié)同工作

假設(shè)有一個(gè)帶路由器的房子。路由器把你所有的設(shè)備都連接到互聯(lián)網(wǎng)上。我們將擁有一個(gè)以192.168.1開頭的子網(wǎng)。它是大多數(shù)住宅路由器上的默認(rèn)子網(wǎng)。因此，每個(gè)設(shè)備都有一個(gè)IP地址以這三個(gè)八位字節(jié)開始以唯一的數(shù)字結(jié)束。

以下是子網(wǎng)上的設(shè)備示例：

● 計(jì)算機(jī)1：192.168.1.5

● 計(jì)算機(jī)2：192.168.1.6

● Xbox：192.168.1.7

● iPhone：192.168.1.8

請注意，網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)設(shè)備都以192.168.1開頭，然后路由器在末尾為每個(gè)設(shè)備分配一個(gè)唯一的編號(hào)。

當(dāng)我們告訴計(jì)算機(jī)與另一臺(tái)設(shè)備通信時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)顯示“嗨，路由器。我是192.168.1.5，我正在嘗試聯(lián)系192.168.1.6。它位于此網(wǎng)絡(luò)上?！?/p>

路由器將有一個(gè)稱為ARP緩存的內(nèi)部表。該表保存IP地址到物理MAC地址的映射。如果嘗試通話的IP地址在表中列出，路由器會(huì)立即將流量轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。

如果路由器不知道MAC地址，它會(huì)詢問網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備。這稱為廣播ARP消息。

路由器說：“你好，網(wǎng)絡(luò)。192.168.1.6是誰？”

第二臺(tái)計(jì)算機(jī)說：“哦，那就是我，這是我的MAC地址。”

交換完成后，路由器會(huì)將新的IP與MAC地址關(guān)系存儲(chǔ)在其ARP緩存中，以供稍后使用。

這就是局域網(wǎng)(LAN)使用IP和MAC地址的方式，了解這些簡單的機(jī)制至關(guān)重要，即使正在設(shè)置家庭網(wǎng)絡(luò)。值得注意的是，為企業(yè)或大型組織設(shè)置網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)變得更加復(fù)雜。

總結(jié)

了解MAC地址、IP地址和子網(wǎng)如何協(xié)同工作是理解網(wǎng)絡(luò)工作原理的基礎(chǔ)。雖然大多數(shù)住宅客戶可能只需要了解基礎(chǔ)知識(shí)，但如果正在尋找IT職業(yè)，則需要更深入地了解。

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