MAC地址和IP地址的区别和联系（站在巨人的肩膀上）

简述：ip地址是服务商给的，mac地址是你的网卡物理地址。

一、IP地址

IP地址：使用TCP/IP协议指定给主机的32位地址。

格式：点分十进制格式。由点分隔开的4个，8位组构成的，如192.168.0.1就是一个地址。

组成：网络地址 + 主机地址 两部分组成。分配给这两部分的位数随地址类（A类、B类、C类等）的不同而不同。网络地址用于路由选择，而主机地址用于在网络或子网内部寻找一个单独的主机。

一个IP地址使得将来资源地址的数据通过路由而传送带目的地址变为可能。

二、MAC地址

MAC（Media Access Control）

　　在OSI(Open System Interconnection，开放系统互连)7层网络协议（①物理层，②数据链路层，③网络层，④传输层，⑤会话层，⑥表示层，⑦应用层）参考模型中，第二层位数据链路层（Data Link），它包含两个子层，上一层是逻辑链路控制（LLC：Logical Link Control），下一层是介质访问层，即MAC（Media Access Control）层。

　　介质（Media）是指传输信号所通过的多种物理环境。常用网络介质包括电缆（如：双绞线，同轴电缆，光纤），还有微波、激光、红外线等，有时也称介质为物理介质。MAC地址也叫物理地址、硬件地址或链路地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。这个地址与网络无关，也即无论将带有这个地址的硬件（如：网卡、集成器、路由器等）接入到网络的何处，它都有相同的MAC地址，MAC地址一般不可改变，不能由用户自己设定。

三、MAC地址详细介绍

长度：48位（6个字节），通常表示为12个16进制数，每两个16进制数之间用冒号隔开。如：08：00：20：0A：8C：6D就是一个MAC地址。

组成：前6位16进制数08：00：20代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE(Istitute of Electical and Electronics Engineers，电气与电子工程师协会)分配，而后6位16进制数0A：8C：6D代表该制造商所制造的某个网络产品（如网卡），的系列号。

唯一性：每个网络制造商必须确保它所制造的每个以太网设备都具有相同的前三字节和不同的后三个字节。这样就可以保证世界上每个以太网设备都具有唯一的mac地址。

四、IP地址与MAC地址在互联网中的作用

　　既然每个以太网设备在出厂时都有一个唯一的mac地址了，那为什么还需要位每台主机再分配一个IP地址呢?或者说为什么每台主机都分配唯一的IP地址了，为什么还要再网络设备（如网卡，集线器，路由器等）生产时内嵌一个唯一的MAC地址呢？主要原因有一下几点：

 

①：IP地址的分配时根据网络的拓扑结构，而不是根据谁制造了网络设置。若将高效的路由选择方案建立在设备制造商的基础上而不是网络所处的拓扑位置基础上，这种方案是不行的。

②当存在一个附加层的地址寻址时，设备更易于移动和维修。例如：如果一个以太网坏了，可以被更换，而无须取得一个新的IP地址。如果一个IP主机从一个网络移到另一个网络，可以给他一个新的IP地址，而无须换一个新的网卡。

③无论是局域网，还是广域网中的计算机之间的通信，最终都表现为将数据包从某种形式的链路上的初始节点出发，从一个节点传递到另一个节点，最终传送到目的的节点。数据包在这些节点之间的移动都是由ARP(Address Resolution Protocol：地址解析协议)负责将IP地址映射到MAC地址上来完成的。

下面我们例子可以看出IP地址和MAC地址是怎样结合来传送数据包的：

　假设网络上要将一个数据包（名为PAC）由北京的一台主机（名称为A，IP地址为IP_A，MAC地址为MAC_A）发送到华盛顿的一台主机（名称为B，IP地址为IP_B，MAC地址为MAC_B）。这两台主机之间不可能是直接连接起来的，因而数据包在传递时必然要经过许多中间节点（如路由器，服务器等等），我们假定在传输过程中要经过C1、C2、C3（其MAC地址分别为M1，M2，M3）三个节点。A在将PAC发出之前，先发送一个ARP请求，找到其要到达IP_B所必须经历的第一个中间节点C1的MAC地址M1，然后在其数据包中封装（Encapsulation）这些地址：IP_A、IP_B，MAC_A和M1。当PAC传到C1后，再由ARP根据其目的IP地址IP_B，找到其要经历的第二个中间节点C2的MAC地址M2，然后再将带有M2的数据包传送到C2。如此类推，直到最后找到带有IP地址为IP_B的B主机的地址MAC_B，最终传送给主机B。在传输过程中，IP_A、IP_B和MAC_A不变，而中间节点的MAC地址通过ARP在不断改变（M1，M2，M3），直至目的地址MAC_B。