IP地址和MAC地址及ARP寻址

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了IP地址和MAC地址及ARP寻址相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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IP协议

作用:地址管理+路由选择
格式:IPv4是32位的,IPv6是128位的

IPv4的数量大约有42亿个,对于目前世界上的主机来说是不够用的,所以引进了IPv6,但因为目前IPv4还在广泛应用,并且还有别的方式来解决IP不够的问题,所以IPv6并没有普及。

NAT和NAPT

NAT技术当前解决IP地址不够用的主要手段,是路由器的一个重要功能;

  • NAT能够将私有IP对外通信时转为全局IP。也就是就是一种将私有IP和全局IP相互转化的技
    术方法:
  • 很多学校,家庭,公司内部采用每个终端设置私有IP,而在路由器或必要的服务器上设置全
    局IP;
  • 全局IP要求唯一,但是私有IP不需要;在不同的局域网中出现相同的私有IP是完全不影响
    的;

NAT IP转换过程
NAPT
那么问题来了,如果局域网内,有多个主机都访问同一个外网服务器,那么对于服务器返回的数据中,目的IP都是相同的。那么NAT路由器如何判定将这个数据包转发给哪个局域网的主机?
这时候NAPT来解决这个问题了。使用IP+port来建立这个关联关系

NAPT

这里的P指的就是端口的意思。

MAC地址

作用:用于标识网络设备的硬件物理地址。

  • MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;
  • 长度为48位,6个字节。一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如:08:00:27:03:fb:19)
  • 在网卡出厂时就确定了,不能修改。

总结IP地址和MAC地址
IP地址描述的是路途总体的起点和终点;是给人使用的网络逻辑地址。
MAC地址描述的是路途上的每一个区间的起点和终点,即每一跳的起点和终点;是给网络硬件设
备使用的网络物理地址。

ARP寻址

首先,ARP是一个介于数据链路层和网络层之间的协议;ARP协议建立了IP地址与MAC地址的映射关
系。

在数据链路层,寻找下一跳设备MAC地址的过程,称为ARP寻址:
(1)主机和路由器中都保存了一张ARP缓存表:通过IP地址可以找到对应的MAC地址。
(2)根据下一跳设备的IP地址,在ARP缓存表中能找到对应的MAC地址,则可以设置目的MAC并发送
数据报。
(3)如果找不到,则发送ARP广播数据报:目的MAC为广播地址,询问下一跳设备的MAC地址。

以上是关于IP地址和MAC地址及ARP寻址的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

IP地址和MAC地址及ARP寻址

网络寻址过程详解

LWIP协议栈:ARP协议

局域网嗅探原理及工具

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ARP 浅析