IP与MAC
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IP协议里面包含目标IP地址和源IP地址。IP地址是一个网卡在网络世界的通讯地址,相当于现实世界的门牌号,有定位功能。IP地址分公有IP地址和私有IP地址。
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IP地址(如10.100.122.2)被点分隔为四个部分,每个部分8个bit,所以IP地址总共是32位。由于这种IP地址的数量不够用,于是出现了IPv6(如 fe80::f816:3eff:fec7:7975/64)。
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MAC地址,是一个网卡的物理地址,用十六进制,6个byte表示。MAC地址是唯一的,且网卡生产出来后,就携带该MAC地址。
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MAC地址更像是身份证,它的唯一性是为了在组网时,不同的网卡在一个网络里不会起冲突,从硬件角度保证了不同的网卡有不同的标识。
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互联网通信不能只依靠MAC地址的唯一性去确定网络地址,如同满世界找人不能只靠身份证号寻找。另外,MAC地址的通信定位范围比较小,局限在一个子网里面,如从192.168.0.2/24访问192.168.0.3/24可以用MAC地址,如同在一个房间里找人可以用身份证号寻找。一旦跨子网,如从192.168.0.2/24到192.168.1.2/24,就需要IP地址。
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子网掩码用来指定IP地址的主机号和网络号。
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MAC不一定保证全世界唯一,只需做到一个局域网内唯一就可以。这样,一台机器启动时,就能够在没有IP地址的情况下,先用MAC地址进行通信,获得IP地址。
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在网络分层中,第一层是物理层。
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LAN,即局域网。
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只要是在网络上跑的包,都是完整的,可以有下层没上层,但不可以有上层没下层,所以IP层要封装MAC层才能将包放入物理层。
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第二层是数据链路层,也即MAC层(Medium Access Control,媒体访问控制)。计算机发出的数据包需要考虑三个方面问题:a.发给谁、b.谁先发谁后发、c.如何解决发送错误,这些问题都需要在数据链路层解决。
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交换机是一个二层设备,有MAC地址学习能力,能够在数据链路层使用MAC地址转发数据到目标设备,从而避免使用广播的方法将一个端口收到的数据包转发到其它所有的端口上。
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ARP协议用于根据已知IP地址,求MAC地址。
- MAC层定义了本地局域网的传输行为,IP层定义了整个网络端到端的传输行为。