网络技术《三》MAC地址IP地址子网掩码详解

Posted 2022-11-28 小韵豆子

一、MAC地址

MAC地址（Media Access Control Address）：

媒体存取控制位址，也称为局域网地址（LAN Address），MAC位址，以太网地址（Ethernet Address）或物理地址（Physical Address），它是一个用来确认网络设备位置的位址。在OSI模型中，第三层网络层负责IP地址，第二层数据链路层则负责MAC位址 [1]  。MAC地址用于在网络中唯一标示一个网卡，一台设备若有一或多个网卡，则每个网卡都需要并会有一个唯一的MAC地址。

MAC地址的长度为48位(6个字节)，通常表示为12个16进制数，如：00-16-EA-AE-3C-40就是一个MAC地址，其中前3个字节，16进制数00-16-EA代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE(电气与电子工程师协会)分配，而后3个字节，16进制数AE-3C-40代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。只要不更改自己的MAC地址，MAC地址在世界是唯一的。形象地说，MAC地址就如同身份证上的身份证号码，具有唯一性。

 

MAC地址获取：

计算机当不知道对方主机的MAC地址时，会通过发送ARP广播获取对方的MAC地址，获取成功后，会缓存IP地址和MAC地址，也叫ARP缓存。

通过ARP广播获取到的MAC地址属于动态缓存，存储时间较短默认2分钟，过期就自动清除。

计算机ARP缓存命令：

  arp -s命令：添加静态ARP缓存

  arp -d命令：删除ARP缓存

  arp-a命令：查看计算机上的APR缓存

 

 

 

二、IP地址

IP地址（Internet Protocol Address）: 

IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。

最初版是IPV4版本，32bit（4个字节），2019年11月25日全球的IP地址已经用完，就推出了IPV6版本128bit（16个字节）

 

IP地址的组成：

IP地址由2部分组成，网络标识（网络ID），主机标识（主机ID），同一网段下的计算机，网络ID相同

子网掩码&i运算ip地址就得出网段ID

 

IP地址分类：

IP地址有五种分类：A类，B类，C类，D类，E类，如下图：每种类别的网络ID和主机ID的字节都不一样

 

A类：

网络ID部分：网络ID占8位，网络ID必须以0开头，网段0不能用，127作为保留地址也不能用，我们熟悉的127.0.0.1是本地环回地址，代表本机地址。

                      所以网段真实的取值范围在1~126之间。

主机ID部分：主机ID占24位。第2,3,4个字节的取值范围在0~255之间。

可容纳最大主机数（求121.0.0.0）：256*256*256-2=16777214，减2是因为121.0.0.0是网段地址0.0.0被占用和121.255.255.255是广播IP地址255.255.255被占用。

B类：

网络ID部分：网络ID占16位，第1，第2个字节作为网络ID部分，网络ID必须是10开头，取值范围128~191。

主机ID部分：主机ID占16位，第3，第4个字节作为主机ID部分

可容纳最大主机数（求121.121.0.0）：256*256-2=65534，减2是因为121.121.0.0是网段地址0.0被占用和121.121.255.255是广播IP地址255.255被占用。

C类：

网络ID部分:网络ID占24位，第1，第2，第3个字节作为网络ID部分，网络ID必须110开头，取值范围192~223

主机ID部分：主机ID占8位，第4个字节作为主机ID部分

可容纳最大主机数（求121.121.121.0）：256-2=254

D类：

没有子网掩码，用于多播（组播）地址

E类：

保留以后使用

 

三、子网掩码

子网掩码是在IPv4地址资源紧缺的背景下为了解决lP地址分配而产生的虚拟lP技术，通过子网掩码将A、B、C三类地址划分为若干子网，从而显著提高了IP地址的分配效率，有效解决了IP地址资源紧张的局面。另一方面，在企业内网中为了更好地管理网络，网管人员也利用子网掩码的作用，人为地将一个较大的企业内部网络划分为更多个小规模的子网，再利用三层交换机的路由功能实现子网互联，从而有效解决了网络广播风暴和网络病毒等诸多网络管理方面的问题，

子网掩码只有一个作用，就是将某个IP地址划分成网络地址和主机地址两部分