IP地址與MAC地址講解

1、一、IP地址和MAC地址1、MAC地址MAC（MediaAccessControl,介質(zhì)訪問控制）地址，或稱為物理地址，也叫硬件地址，用來定義網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置，MAC地址是網(wǎng)卡出廠時設(shè)定的，是固定的（但可以通過在設(shè)備管理器中或注冊表等方式修改，同一網(wǎng)段內(nèi)的MAC地址必須唯一）。MAC地址采用十六進(jìn)制數(shù)表示，長度是6個字節(jié)（48位），分為前24位和后24位。1.1、 前24位叫做組織唯一標(biāo)志符（OrganizationallyUniqueIdentifier,即OUI）,是由IEEE的注冊管理機(jī)構(gòu)給不同廠家分配的代碼，區(qū)分了不同的廠家。1.2、 后24位是由廠家自己分配的，稱為擴(kuò)展標(biāo)識符。同一個廠

2、家生產(chǎn)的網(wǎng)卡中MAC地址后24位是不同的。MAC地址對應(yīng)于OSI參考模型的第二層數(shù)據(jù)鏈路層，工作在數(shù)據(jù)鏈路層的交換機(jī)維護(hù)著計算機(jī)MAC地址和自身端口的數(shù)據(jù)庫，交換機(jī)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的“目的MAC地址”字段來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。2、IP地址IP地址（InternetProtocolAddress）,縮寫為IPAdress,是一種在Internet上的給主機(jī)統(tǒng)一編址的地址格式，也稱為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（IP協(xié)議）地址。它為互聯(lián)網(wǎng)上的每一個網(wǎng)絡(luò)和每一臺主機(jī)分配一個邏輯地址，常見的IP地址，分為IPv4與IPv6兩大類，當(dāng)前廣泛應(yīng)用的是IPv4,目前IPv4幾乎耗盡，下一階段必然會進(jìn)行版本升級到IPv6;如無特別注明

3、，一般我們講的的IP地址所指的是IPv4。IP協(xié)議的版本號是4IPv4L當(dāng)削在用，目削被廣泛應(yīng)用-IPv4的地址謾為32位（4位）、地址有限，幾乎全部耗盡片辦說的版本號是5實(shí)驗(yàn)階葭/乍為fTtIP地址一IPv6的域址位數(shù)為128位（16位字節(jié)）、號稱可以為全世界的每一粒沙子摘上一個地址IP地址對應(yīng)于OSI參考模型的第三層網(wǎng)絡(luò)層，工作在網(wǎng)絡(luò)層的路由器根據(jù)目標(biāo)IP和源IP來判斷是否屬于同一網(wǎng)段，如果是不同網(wǎng)段，則轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。3、IP地址格式和表示在計算機(jī)二進(jìn)制中，1個字節(jié)=8位=8bit（比特）IP地址格式和表示IP地址（IPv4）由32位二進(jìn)制數(shù)組成，分為4段（4個字節(jié)），每一段為8位二進(jìn)制數(shù)（

4、1個字節(jié)）每一段8位二進(jìn)制，中間使用英文的標(biāo)點(diǎn)符號“.”隔開由于二進(jìn)制數(shù)太長，為了便于記憶和識別，把每一段8位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)成十進(jìn)制，大小為0至255。IP地址的這種表示法叫做“點(diǎn)分十進(jìn)制表示法”。IP地址表示為：xxx.xxx.xxx.xxx舉個栗子：210.21.196.6就是一個IP地址的表示。理解2的指數(shù)哥2的哥也稱為2的指數(shù)，還可以稱為2的次方，如2的2次方、2的3次方等等，任何數(shù)的0次方都等于1。在IP地址中，0次方到7次方剛好為8位，這對于IP地址二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制非常方便。110100101X2八7+1X2八6+0X2八5+1X2八4+0X2八3+0X2八2+1X2八1+0X2八0

5、128+64+0+16+0+0+2+0=210二進(jìn)制8bit¥十進(jìn)制總和二255博客1111111127262521l232221901286432168421我們需要記住上圖的2的哥的結(jié)果，不需要死記硬背，這個是有技巧的，從上圖來看，很容易發(fā)現(xiàn)，由于是2的哥，所有相鄰的哥的前后都是相差2倍，所以只要知道其中一個哥值，就知道相鄰的哥的值。4、IP地址的組成IP地址=網(wǎng)絡(luò)地址+主機(jī)地址，比如:192.168.1J00網(wǎng)絡(luò)即71士+/1富J髭IC丁5皋客計算機(jī)的ip地址由兩部分組成，一部分為網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，一部分為主機(jī)標(biāo)識，同一網(wǎng)段內(nèi)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)部分相同，主機(jī)部分不同同時重復(fù)出現(xiàn)。路由器連接不

6、同網(wǎng)段，負(fù)責(zé)不同網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，交換機(jī)連接的是同一網(wǎng)段的計算機(jī)。通過設(shè)置網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址，在互相連接的整個網(wǎng)絡(luò)中保證每臺主機(jī)的ip地址不會互相重疊，即ip地址具有了唯一性。5、IP地址與MAC地址區(qū)別長度不同：IP地址為32位（二進(jìn)制），MAC地址為48位（十六進(jìn)制）。分配依據(jù)不同：IP地址的分配是基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，MAC地址的分配是基于制造商尋址協(xié)議層不同：IP地址應(yīng)用于OSI第三層（網(wǎng)絡(luò)層），而MAC地址應(yīng)用在OSI第二層（數(shù)據(jù)鏈路層）。6、IP地址與MAC地址的作用和關(guān)系IP和MAC兩者之間分工明確，默契合作，完成通信過程。在數(shù)據(jù)通信時，IP地址專注于網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備（如路由器）根據(jù)

7、IP地址，將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)傳遞轉(zhuǎn)發(fā)到另外一個網(wǎng)絡(luò)上；而MAC地址專注于數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備（如交換機(jī)）根據(jù)MAC地址，將一個數(shù)據(jù)幀從一個節(jié)點(diǎn)傳送到相同鏈路的另一個節(jié)點(diǎn)上。IP和MAC地址這種映射關(guān)系由ARP（AddressResolutionProtocol,地址解析協(xié)議）協(xié)議完成，ARP根據(jù)目的IP地址，找到中間節(jié)點(diǎn)的MAC地址，通過中間節(jié)點(diǎn)傳送，從而最終到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)。ABCDEF注TO集客計算機(jī)在和其他計算機(jī)通信之前，首先要判斷目標(biāo)IP地址和自己的IP地址是否在一個網(wǎng)段，這決定了數(shù)據(jù)鏈層的目標(biāo)MAC地址是目標(biāo)計算機(jī)的還是路由器接口的MAC地址。數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址決定了數(shù)據(jù)包最終到

8、達(dá)哪一個計算機(jī)，而目標(biāo)MAC地址決定了該數(shù)據(jù)包下一跳由哪個設(shè)備接收，不一定是終點(diǎn)。二、IP地址的分類1、IP地址分類詳解IP地址分A、B、C、D、E五類，其中A、B、C這三類是比較常用的IP地址，D、E類為特殊地址。1-1260-2550-2550-255A類地址HostV-主機(jī)IDkNetwork,1Y網(wǎng)絡(luò)ID128-1910-2550-2550-255b類地址10Network網(wǎng)絡(luò)IDHost-V主機(jī)|口192-2230-2550-2550*255c類地址110NetworkY網(wǎng)絡(luò)IDHostj*V.主機(jī)ID224-2390-2550-2550-255D類地址1110組播地址240-255

9、0-2550-2550-255e類地址11110Y實(shí)驗(yàn)地址（保留）、A類地址A類地址第1字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址（最高位固定是0）,另外3個字節(jié)為主機(jī)地址。A類地址范圍：1.0.0.0-126.255.255.255,其中0和127作為特殊地址。A類網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為255.0.0.0,也可寫作/8。A類網(wǎng)絡(luò)最大主機(jī)數(shù)量是256X256X2562=166777214（減去1個主機(jī)位為0的網(wǎng)絡(luò)地址和1個廣播地址）。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，主機(jī)ID全部為0的地址為網(wǎng)絡(luò)地址，而主機(jī)ID全部為1的地址為廣播地址，這2個地址是不能分配給主機(jī)用的。、B類地址B類地址第1字節(jié)（最高位固定是10）和第2字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址，另外2個

10、字節(jié)為主機(jī)地址。B類地址范圍：128.0.0.0-191.255.255.255。B類網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為255.255.0.0,也可寫作/16。B類網(wǎng)絡(luò)最大主機(jī)數(shù)量256X2562=6554。、C類地址C類地址第1字節(jié)（最高位固定是110）、第2字節(jié)和第3個字節(jié)，另外1個字節(jié)為主機(jī)地址。C類地址范圍：192.0.0.0-223.255.255.255。C類網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0,也可寫作/24。C類網(wǎng)絡(luò)最大主機(jī)數(shù)量256-2=254。、D類地址D類地址不分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址，它的第1個字節(jié)的最高位固定是1110D類地址用于組播（也稱為多播）的地址，無子網(wǎng)掩碼。D類地址范圍

11、：224.0.0.0-239.255.255.255。、E類地址E類地址也不分網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址，它的第1個字節(jié)的最高位固定是11110OE類地址范圍：240.0.0.0-255.255.255.255。其中240.0.0.0-255.255.255.254作為保留地址，主要用于InternetM驗(yàn)和開發(fā)，255.255.255.255作為廣播地址。2、IP地址分類思維導(dǎo)圖IP地址總結(jié)學(xué)習(xí)思維導(dǎo)圖如下：三、保留的特殊IP地址以下這些特殊IP地址都是不能分配給主機(jī)用的地址：主機(jī)ID全為0的地址：特指某個網(wǎng)段，比如：192.168.10.0255.255.255.0,指192.168.10.0網(wǎng)段

12、。主機(jī)ID全為1的地址：特指該網(wǎng)段的全部主機(jī)，比如：192.168.10.255,如果你的計算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包使用主機(jī)ID全是1的IP地址，數(shù)據(jù)鏈層地址用廣播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。127.0.0.1:是本地環(huán)回地址，指本機(jī)地址，一般用來測試使用?；厮偷刂?127.x.x.x)M本機(jī)回送地址(LoopbackAddress),即主機(jī)IP堆棧內(nèi)部的IP地址。169.254.0.0:169.254.0.0-169.254.255.255實(shí)際上是自動私有IP地址0.0.0.0:如果計算機(jī)的IP地址和網(wǎng)絡(luò)中的其他計算機(jī)地址沖突，使用ipconfig命令看到的就是0.0.0Q子網(wǎng)掩碼也是0.

13、0.0.0。保留的特殊IP地址思維導(dǎo)圖如下:自動私有iptn恥dhcp自動獲取失效會荻謂詼網(wǎng)段電址四、公網(wǎng)和私網(wǎng)IP地址公網(wǎng)IP地址公有地址分配和管理由InterNIC（InternetNetworkInformationCenter因特網(wǎng)信息中心）負(fù)責(zé)。各級ISP使用的公網(wǎng)地址都需要向InterNIC提出申請，有InterNIC統(tǒng)一發(fā)放，這樣就能確保地址塊不沖突。私網(wǎng)IP地址創(chuàng)建IP尋址方案的人也創(chuàng)建了私網(wǎng)IP地址。這些地址可以被用于私有網(wǎng)絡(luò)，在Internet沒有這些IP地址，Internet上的路由器也沒有到私有網(wǎng)絡(luò)的路由表。A類：10.0.0.0255.0.0.0,保留了1個A類網(wǎng)絡(luò)。

14、B類：172.16.0.0255.255.0.0172.31.0.0255.255.0.0,保留了16個B類網(wǎng)絡(luò)。C類：192.168.0.0255.255.255.0192.168.255.0255.255.255.0,保留了256個C類網(wǎng)絡(luò)。PS:私網(wǎng)地址訪問Internet需要做NAT或PAT網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換hfTCF10.4.0.Z1涉11.1.S.25$300022.4.L2480101311.1.5.254000122.4.1.24soAT*40axiao|lLL53波4L248TCP4noeii佃11.1.5JS24.1.24T”上占心I24L力|40000180KPAijLLl5.

15、國ZM.I亙4OOC“盟TWa11C.Q.0.21J2AL.M吁匚P|*xoio.c.alNi小1(M9801TCPB&TCP1(«號|80lOoni2?4.1."f5lCTOU-'3公網(wǎng)和私網(wǎng)IP地址思維導(dǎo)圖如下:公網(wǎng)使用:直接連接上Internet）公網(wǎng)IP地址4/適用于Intern虱，屬于廣域網(wǎng)地址7一除了一網(wǎng)地址以外的地址公網(wǎng)ipW私網(wǎng)ip私網(wǎng)使用（用于公司企業(yè)局域網(wǎng)）V接入Internet.要做NAT網(wǎng)絡(luò)購址轉(zhuǎn)換私網(wǎng)中硼A境：1QOOO到10255.255255B類：17Z160O到17231.255255匚類:1921$80.；到-92.1電25

16、5.255T-五、IP地址劃分1、CIDR與VLSM的區(qū)別:CIDR是把幾個標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)合成一個大的網(wǎng)絡(luò)VLSM是把一個標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)分成幾個小型網(wǎng)絡(luò)（子網(wǎng)）CIDR是子網(wǎng)掩碼往左邊移了，VLSM是子網(wǎng)掩碼往右邊移了2、VLSMI（可變子網(wǎng)掩碼）子網(wǎng)劃分：例：一個192,168.100.0/24的C類地址段，現(xiàn)在需要劃分5個區(qū)域的地址段A區(qū)域有100臺主機(jī)，它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號和子網(wǎng)掩碼是多少B區(qū)域有25臺主機(jī)，它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號和子網(wǎng)掩碼C區(qū)域有20臺主機(jī)，它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號和子網(wǎng)掩碼D區(qū)域有12臺主機(jī)設(shè)備，它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號和子網(wǎng)掩碼E區(qū)域的路由器接口網(wǎng)絡(luò)號是192,168.100.248子網(wǎng)掩碼是255.2

17、55.255.252,路由器2個接口分別是?劃分后：A區(qū)域有100臺里L(fēng)它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號是192,168.100.0，子網(wǎng)掩碼是255.255.255.128解析：192.168.100.0/24的子網(wǎng)掩碼是255,255.255.0轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制就是111111111.11111111.11111111.00000000,然后將網(wǎng)段位向右移動1位就變成11111111.11111111.11111111.10000000轉(zhuǎn)為十進(jìn)制是255.255.255,128,止匕時就是將192,168.100.0/24的C網(wǎng)劃分為2個網(wǎng)段（2的N次方個網(wǎng)段，N等于網(wǎng)段位向右移動的位數(shù)），每個網(wǎng)段有256/

18、2=128個地址（包含1個網(wǎng)段與1個廣播地址），實(shí)際主機(jī)地址有126個，能夠滿足放100臺主機(jī)。因此它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號是192.168.100.0，子網(wǎng)掩碼是255.255.255.128。我們可以看到被劃分后的兩個網(wǎng)段分別是：192.168.100.0/25與192.168.100.128/25。并且192.168.100.0/25網(wǎng)段被A區(qū)主機(jī)使用，而192.168.100.128/25網(wǎng)段明顯被浪費(fèi)了，那么我們可以繼續(xù)將192.168.100.128/25再次劃分。如下：B區(qū)域有25臺主機(jī)，它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號是192.168.100.128，子網(wǎng)掩碼是255.255.255.224解析：19

19、2.168.100.0/24的子網(wǎng)掩碼是255.255.255.0轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制就是111111111.11111111.11111111.00000000,然后將網(wǎng)段位向右移動2位就變成11111111.11111111.11111111.11000000轉(zhuǎn)為十進(jìn)制是255.255.255.192,止匕時就是將192.168.100.0/24的C網(wǎng)劃分為4個網(wǎng)段（2的N次方個網(wǎng)段，N等于網(wǎng)段位向右移動的位數(shù)），每個網(wǎng)段有256/4=64個地址（包含1個網(wǎng)段與1個廣播地址），實(shí)際主機(jī)地址有62個。目前只需25臺那么我們繼續(xù)劃分將子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制后再向右移動一位，結(jié)果子網(wǎng)掩碼變成了255.25

20、5.255.224,網(wǎng)絡(luò)被劃分成了8個網(wǎng)段，每個網(wǎng)段有256/8=32個地址（包含1個網(wǎng)段與1個廣播地址），實(shí)際主機(jī)地址是30臺與25臺很接近了，很明顯繼續(xù)劃分的話就不能滿足25臺主機(jī)的需求了。此時因?yàn)?92.168.100.0/25(192.168.100.0255.255.255.128)網(wǎng)段已經(jīng)被使用了，所以我們只能從192.168.100.128/25網(wǎng)段開始。因此，我們得出它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號是192.168.100.128，子網(wǎng)掩碼是255.255.255.224C區(qū)域有20臺主機(jī)，它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號是192.168.100.160，子網(wǎng)掩碼是255.255.255.224解析：C區(qū)有2

21、0臺主機(jī)，我們B區(qū)劃分的可以容納30臺主機(jī)剛好也適合它。因此我們可以使用192.168.100.128/27的下一個網(wǎng)段的地址160(128個地址+32地址)，即它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號是192.168.100.160,子網(wǎng)掩碼是255.255.255.224D區(qū)域有12臺主機(jī)，它的網(wǎng)段的網(wǎng)段號是192.168.100.192，子網(wǎng)掩碼255.255.255.240解析：192.168.100.0/24網(wǎng)段，如果要滿足12臺主機(jī)，256個地址可以分成16個網(wǎng)段，每個網(wǎng)段16臺主機(jī)或者32個網(wǎng)段，每個網(wǎng)段8臺主機(jī)。很明顯分16個網(wǎng)段最合適，就相當(dāng)將子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)段位右移了4位，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制就是255.25

22、5.255.240,C區(qū)從192.168.100.160力口32位地址，剛好就到了192.168.100.192,因此D區(qū)的網(wǎng)段的網(wǎng)段號是192.168.100.192，子網(wǎng)掩碼255.255.255.240。E區(qū)域的路由器接口網(wǎng)絡(luò)號是192.168.100.248子網(wǎng)掩碼是255.255.255.252，路由器2個接口分另U是192.168.100.249和192.168.100.250解析：E區(qū)子網(wǎng)掩碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制是11111111.11111111.11111111.11111100可以看出此網(wǎng)絡(luò)是被分成了64個網(wǎng)段，每個網(wǎng)段是4個地址（包含1個網(wǎng)段與1個廣播地址），而且路由器網(wǎng)段是從1

23、92,168.100.248開始，那么就只剩下192.168.100.249、192.168.100.250、192.168.100,251這三個地址，因?yàn)?48是網(wǎng)段，251是廣播地址，所以路由器2個接口分別是192.168.100,249和192.168.100.250CIDR的介紹：CIDR（ClasslessInter-DomainRouting,無類域間路由選擇）它消除了傳統(tǒng)的A類、B類和C類地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配IPv4的地址空間。它可以將好幾個IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，使用一種無類別域際路由選擇算法，使它們合并成一條路由從而較少路由表中的路由條目減輕Internet路由器的負(fù)擔(dān)。3、CIDR匯總與路由匯總的區(qū)別路由匯總與CIDR匯總的區(qū)別：路由匯總還有類的概念，匯總后的掩碼長度必須要大于或等于主類網(wǎng)絡(luò)的掩碼長度；CIDR是無類域間路由，網(wǎng)絡(luò)地址一致就能進(jìn)行CIDR匯總。例1:1 .）192.168.0.0/24-192.168.0.3/24CIDR?匚總：192.168.0.0/30