MAC地址和IP地址分別標識網(wǎng)絡設備,但它們在不同的級別完成工作。探索兩者之間的差異,并了解為什么兩者都是必要的。
互聯(lián)網(wǎng)上的每臺計算機或設備都有兩種類型的地址:其物理地址和互聯(lián)網(wǎng)地址。物理地址(也稱為媒體訪問控制或MAC地址)向同一本地網(wǎng)絡上的其他設備標識設備?;ヂ?lián)網(wǎng)地址(或IP地址)在全球范圍內(nèi)標識設備。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包需要兩個地址才能到達其目的地。
MAC地址與IP地址
MAC地址和IP地址都用于標識網(wǎng)絡設備,但方式不同。MAC地址和IP地址之間的一些主要區(qū)別包括:
本地識別與全球識別;
第2層與第3層操作;
物理地址與邏輯地址;
位數(shù);
地址分配和永久性;和
地址格式。
MAC地址負責本地標識,IP地址負責全局標識。這是MAC地址和IP地址之間的主要區(qū)別,它會影響它們在位數(shù)、地址分配和交互方面的差異。MAC地址僅在設備連接到的LAN上有效,一旦數(shù)據(jù)包離開該網(wǎng)絡,它就不會在數(shù)據(jù)流中使用或保留。
任何互聯(lián)網(wǎng)軟件(如網(wǎng)絡瀏覽器)都使用目的地的IP地址將數(shù)據(jù)定向到互聯(lián)網(wǎng)上的目的地。該地址入到網(wǎng)絡軟件堆棧發(fā)出的數(shù)據(jù)包中。人們很少直接使用地址號,而是使用DNS名稱,應用程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為匹配的數(shù)字。
Internet路由器將數(shù)據(jù)包從源網(wǎng)絡移動到目標網(wǎng)絡,然后移動到連接目標設備的LAN。該本地網(wǎng)絡將IP地址轉(zhuǎn)換為MAC地址,將MAC地址添加到數(shù)據(jù)流中,并將數(shù)據(jù)發(fā)送到正確的設備。
MAC地址和IP地址之間的另一個區(qū)別是地址的分配方式。IP地址通過軟件配置綁定到網(wǎng)絡設備,網(wǎng)絡管理員可以隨時更改它。
本地網(wǎng)絡交換機維護將IP地址映射到MAC地址的地址解析協(xié)議(ARP)表。當路由器向交換機發(fā)送具有由IP地址指定的目標的數(shù)據(jù)包時,當將數(shù)據(jù)作為以太網(wǎng)幀轉(zhuǎn)發(fā)到設備時,它會使用ARP表來了解要附加到數(shù)據(jù)包的MAC地址。
什么是MAC地址?
媒體訪問控制是指控制如何將數(shù)據(jù)推送到網(wǎng)絡上的硬件。在用于網(wǎng)絡的OSI參考模型中,MAC是第2層或數(shù)據(jù)鏈路層設備,MAC地址是第2層地址。在當前的互聯(lián)網(wǎng)時代,大多數(shù)設備都通過以太網(wǎng)電纜進行物理連接,或使用Wi-Fi進行無線連接。這兩種方法都使用MAC地址來標識網(wǎng)絡上的設備。
MAC地址負責本地標識,IP地址負責全局標識。
MAC地址由12個十六進制數(shù)字組成,通常分為六對,用連字符分隔。MAC地址可從00-00-00-00-00-00-00通過FF-FF-FF-FF-FF-FF.數(shù)字的前半部分通常用作制造商ID,而后半部分是設備標識符。在當今幾乎所有的企業(yè)網(wǎng)絡設備中,無論是Wi-Fi還是以太網(wǎng),這個數(shù)字在制造過程中都被硬編碼到設備中。
每個MAC地址對于設備上安裝的網(wǎng)卡都是唯一的,但設備識別位的數(shù)量是有限的,這意味著制造商確實會重復使用它們。每個制造商都有大約168萬個可用地址,因此當它刻錄MAC地址以FF-FF-FF結(jié)尾的設備時,它會從00-00-00重新開始。此方法假定具有相同地址的兩個設備極不可能最終位于同一本地網(wǎng)段中。
本地網(wǎng)絡上的任何兩臺設備都不應具有相同的MAC地址。如果發(fā)生這種情況,兩個設備都將出現(xiàn)通信問題,因為本地網(wǎng)絡會對哪個設備應該接收數(shù)據(jù)包感到困惑。當交換機向所有端口廣播數(shù)據(jù)包以查找預期接收方時,首先響應的設備將接收定向到它的數(shù)據(jù)包流。如果設備重新啟動、被帶走或關閉,則其他節(jié)點可能會接收數(shù)據(jù)包。
什么是IP地址?
IP控制互聯(lián)網(wǎng)上的設備如何通信并定義互聯(lián)網(wǎng)路由器的行為。它對應于OSI參考模型的第3層,即網(wǎng)絡層?;ヂ?lián)網(wǎng)最初是圍繞IP版本4(IPv4)構(gòu)建的,并且正在向IPv6過渡。
IP地址標識全球互聯(lián)網(wǎng)上的設備,充當設備的邏輯地址來標識該網(wǎng)絡連接。IPv4地址由32位組成,通常寫為四個十進制數(shù)字或點分四位??赡艿闹捣秶鸀?00.000.000.000到255.255.255.255,盡管不允許或為特定目的保留許多可能的地址。
該地址結(jié)合了網(wǎng)絡標識和設備標識數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡前綴介于8到31位之間,其余部分標識網(wǎng)絡上的設備?;ヂ?lián)網(wǎng)連接設備數(shù)量的穩(wěn)定快速增長導致IPv4地址列表迫在眉睫,這是IPv6發(fā)展的幾個原因之一。
IPv6地址由128位組成,前64位保留用于網(wǎng)絡標識,后64位專用于標識網(wǎng)絡上的設備。地址寫為八組四個十六進制數(shù)字,用冒號分隔-例如,F(xiàn)EDC:BA98:7654:3210:0123:4567:89AB:CDEF。令人高興的是,許多約定可用于在編寫IPv6地址時縮短IPv6地址。