? ? 網(wǎng)絡(luò)，我們每天都在接觸，每天都在通過網(wǎng)絡(luò)獲取我們想要的信息。再進(jìn)一步講，我們利用我們的手機(jī)或者電腦，通過有線網(wǎng)或者Wi-Fi或者3G/4G網(wǎng)，連接到電信、聯(lián)通、移動(dòng)等運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)，最終連到各大公司的網(wǎng)站服務(wù)器，獲取我們想要的信息。

? ? 可見在網(wǎng)絡(luò)中，涉及到的公司或企業(yè)之多，而每家公司或企業(yè)的設(shè)備類型之多、設(shè)備數(shù)量之多。為了唯一標(biāo)識(shí)這些設(shè)備，我們引入了IP地址；為了解決這些設(shè)備的通信問題，我們引入了IP協(xié)議。

?

1 IP地址

? ? ?在上文中，我們提到IP地址，也了解到IP地址是用來唯一標(biāo)識(shí)不同的設(shè)備的，就像我們的手機(jī)號(hào)，不能重復(fù)。我們的手機(jī)號(hào)是11位十進(jìn)制數(shù)字標(biāo)識(shí)，那我們的IP地址呢？

? ? IP地址使用32個(gè)bit的二進(jìn)制數(shù)來表示I的，每8個(gè)bit一組，所以有4組，像這樣

XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXXX = 1 or 0

1.1 IP地址的表示：點(diǎn)分十進(jìn)制

? ? 如果用二進(jìn)制來寫的話，要寫32個(gè)，豈不很煩。所以我們一般把這二進(jìn)制，按照8個(gè)bit一組翻譯成十進(jìn)制數(shù)據(jù)。組與組之間用點(diǎn)號(hào)(.)區(qū)分，也就是我們常說的點(diǎn)分十進(jìn)制表示IP地址，像192.168.1.9，47.95.47.253等等。

? ? 由于每一組二進(jìn)制是8個(gè)bit，那么不難推算出每組十進(jìn)制的取值訪問是0---255，所以IP地址取值范圍是0.0.0.0---255.255.255.255。

1.2 IP地址分類

? ? 我們知道了IP地址的范圍是0.0.0.0--255.255.255.255，可以計(jì)算出來IP地址的個(gè)數(shù)為2^32，大概42億個(gè).。這么多IP地址，用途各不一樣，互聯(lián)網(wǎng)IP地址分配機(jī)構(gòu)IANA對這42億個(gè)IP地址按照用途分配如下。

分類	IP地址	作用
特殊地址	0.0.0.0	當(dāng)設(shè)備沒有IP地址,需要發(fā)送DHCP請求報(bào)文時(shí),以此地址為源地址
廣播地址	255.255.255.255	廣播數(shù)據(jù)時(shí),用此地址做目的地址,不過廣播會(huì)被局限在一個(gè)網(wǎng)段內(nèi),不可能是整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)
私有地址	10.0.0.0 -- 10.255.255.255 172.16.0.0 -- 172.31.255.255 192.168.0.0 -- 192.168.255.255	用于每個(gè)公司或者機(jī)構(gòu)內(nèi)部通信,不會(huì)出現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上
環(huán)回口地址	127.0.0.0 -- 127.255.255.255	用于測試網(wǎng)卡是否正常使用,不會(huì)出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上,只會(huì)在設(shè)備內(nèi)部
特殊地址	169.254.0.0 -- 169.254.255.255	當(dāng)設(shè)備經(jīng)過DHCP報(bào)文交互后,仍然沒有拿到IP地址,則從此段地址內(nèi)隨機(jī)生成一個(gè)
組播地址	224.0.0.0 -- 239.255.255.255	當(dāng)需要向一組設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),用組播地址為目的地址,加入到該組播組的設(shè)備都會(huì)收到
公網(wǎng)地址	除上面以外的地址	這部分地址才是真正互聯(lián)網(wǎng)上通信的地址,一般由運(yùn)營商使用和再分配

1.3 子網(wǎng)掩碼

? ? ?上一級(jí)是從IP地址用途去分類的，在實(shí)際使用中，我們往往把IP地址劃分成兩個(gè)部分，網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)，而主機(jī)號(hào)又被劃分成子網(wǎng)號(hào)和真正主機(jī)號(hào)，如下圖所示。

? ? 從上圖可知,我們32個(gè)bit的IP地址被劃分成了網(wǎng)絡(luò)號(hào)、子網(wǎng)號(hào)和主機(jī)號(hào)，為何要這么做呢?

? ? 打個(gè)比方我們的手機(jī)號(hào)總共11位，前面三位一般代表移動(dòng)、聯(lián)通、電信三家運(yùn)營商，緊跟著的四位一般代表手機(jī)號(hào)歸屬地，最后四位代表歸屬地下具體用戶.。同樣的道理，我們的IP地址，前面的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)代表具體網(wǎng)段，后面的主機(jī)號(hào)代表該網(wǎng)段內(nèi)的設(shè)備。

? ? 那到底前面的多少個(gè)bit代表網(wǎng)段(或者子網(wǎng))呢，這就需要我們的子網(wǎng)掩碼上場了。 子網(wǎng)掩碼也是32個(gè)bit，不過前面的是一連串的1，后面的都是0，并且也可以用點(diǎn)分十進(jìn)制表示。例如前面10個(gè)bit全是1，那么后面為0的則是32-10=22個(gè)bit，如下所示。

二進(jìn)制： 1111 1111. 1100 0000. 0000 0000. 0000 0000十進(jìn)制： 255. 192. 0. 0

? ? 因此我們可以推算出子網(wǎng)掩碼總共多少個(gè)，答案是33個(gè)。為何是33個(gè)呢，而不是像IP地址一樣是2^32=42億個(gè)?很簡單，就是因?yàn)?或者0是連續(xù)的，而且前面連續(xù)的都是1，后面則是全0。前面連續(xù)為1的可能無非就是：0個(gè)連續(xù)1,、1個(gè)連續(xù)1、2個(gè)連續(xù)1、3個(gè)連續(xù)1 ..... 32個(gè)連續(xù)1。如下表，我們列舉所有32個(gè)子網(wǎng)掩碼的具體表示形式。? ?

前面連續(xù)1的個(gè)數(shù)	子網(wǎng)掩碼表示	舉例	舉例
0	0.0.0.0	192.168.1.1/0	192.168.1.1/0.0.0.0
1	128.0.0.0	192.168.1.1/1	192.168.1.1/128.0.0.0
2	192.0.0.0	192.168.1.1/2	192.168.1.1/192.0.0.0
3	224.0.0.0	192.168.1.1/3	192.168.1.1/224.0.0.0
...........	...........	...........	...........
29	255.255.255.248	192.168.1.1/29	192.168.1.1/255.255.255.248
30	255.255.255.252	192.168.1.1/30	192.168.1.1/255.255.255.252
31	255.255.255.254	192.168.1.1/31	192.168.1.1/255.255.255.254
32	255.255.255.255	192.168.1.1/32	192.168.1.1/255.255.255.255

? ? 到現(xiàn)在為止,我們已經(jīng)有了IP地址和子網(wǎng)掩碼的基礎(chǔ)，也清楚通過子網(wǎng)掩碼，我們可以知道一個(gè)IP地址的子網(wǎng)編號(hào)、以及該子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)編號(hào)。

? ? 例如 192.168.1.1/24。可算出子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)編號(hào)為192.168.1.0、192.168.1.1、192.168.1.2 .....192.168.1.254、192.168.1.255。

? ? 我們?nèi)藶橐?guī)定主機(jī)編號(hào)內(nèi)第一個(gè)為子網(wǎng)的編號(hào)，如本例中的192.168.1.0。

? ? 主機(jī)編號(hào)內(nèi)最后一個(gè)代表該子網(wǎng)內(nèi)所有主機(jī)，如192.168.1.255。

? ? 其他的則為真正的主機(jī)，如192.168.1.1---192.168.1.254。

1.4?網(wǎng)段

? ? 在網(wǎng)絡(luò)通信中，我們一般經(jīng)常提到網(wǎng)段這個(gè)名詞，到底啥意思呢？其實(shí)啊，網(wǎng)段就是我們前面提到的子網(wǎng)。給定一個(gè)IP地址和子網(wǎng)掩碼，我們怎么知道這個(gè)IP地址屬于哪個(gè)網(wǎng)段呢？下文舉個(gè)例子來說明。

? ? 例子1：判斷 192.168.1.200/24屬于哪個(gè)網(wǎng)段？

? ? 我們先把點(diǎn)分十進(jìn)制的192.168.1.200轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制【1100 0000. 1011 1000. 0000 0001. 1100 1000】，然后與24個(gè)連續(xù)的1【1111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 0000 0000】進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，最后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制即可。

? 1100 0000. 1011 1000. 0000 0001. 1100 1000 192.168.1.200 &?1111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 0000 0000 /24 =============================================1100 0000. 1011 1000. 0000 0001. 0000 0000 轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制192. 168. 1. 0 /24

? ? 因此192.168.1.200/24對應(yīng)的網(wǎng)段/子網(wǎng)為192.168.1.0/24。

? ? 例子2：判斷 192.168.1.200/26屬于哪個(gè)網(wǎng)段？

? ? 我們先把點(diǎn)分十進(jìn)制的192.168.1.200轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制【1100 0000. 1011 1000. 0000 0001. 1100 1000】，然后與26個(gè)連續(xù)的1【1111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 1100 0000】進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，最后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制即可。

? 1100 0000. 1011 1000. 0000 0001. 1100 1000 192.168.1.200 &?1111 1111. 1111 1111. 1111 1111. 1100 0000 /26 =============================================1100 0000. 1011 1000. 0000 0001. 1100 0000 轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制192. 168. 1. 192 /26

? ? 因此192.168.1.200/26對應(yīng)的網(wǎng)段/子網(wǎng)為192.168.1.192/26。?

?

2 MAC地址

? ? 如果仔細(xì)觀察每塊網(wǎng)卡的屬性，除了會(huì)看到IP地址外，還會(huì)發(fā)現(xiàn)MAC地址，這MAC地址是干嘛的呢？

? ? 先說MAC地址的格式， MAC地址是用48個(gè)bit的二進(jìn)制表示的，8個(gè)bit一組、共有6組。為了方便書寫，我們用冒分十六進(jìn)制來表示。也就是組內(nèi)用十六進(jìn)制表示，組與組之間用冒號(hào)(:)分割。不難看出MAC地址的范圍是00:00:00:00:00:00--ff:ff:ff:ff:ff:ff。

? ? MAC地址是冒分十六進(jìn)制表示的48個(gè)bit，其中前面24個(gè)bit(叫OUI)表示設(shè)備廠商，后面24個(gè)bit表示設(shè)備廠商制造的設(shè)備編號(hào)。因此每個(gè)設(shè)備廠商制造的設(shè)備都有一個(gè)唯一的編號(hào)，不會(huì)重復(fù)。另外要注意一點(diǎn)，在這48個(gè)bit第8個(gè)bit如果為1，則表示組播地址,為1則表示單播地址。

? ? 可見MAC地址也是用來唯一標(biāo)識(shí)設(shè)備（網(wǎng)卡或者其他設(shè)備），MAC地址一般出廠的時(shí)候就已經(jīng)在設(shè)備芯片內(nèi)部寫死了，不會(huì)更改。

?

3 有了IP地址，為何還有MAC地址

? ? 前文到了唯一標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備有IP地址，還有MAC地址，這不沖突嗎？

? ? 在這之前，我們得搞清楚我們平時(shí)所說的網(wǎng)絡(luò),，其實(shí)是指以太網(wǎng),，由于使用者甚多，所以以太網(wǎng)就代表網(wǎng)絡(luò)。嚴(yán)格來說以太網(wǎng)只是網(wǎng)絡(luò)的一種，除了以太網(wǎng)，我們還有其他類型的網(wǎng)絡(luò),，比如Wi-FI、移動(dòng)通信中的2G/3G/4G/5G、P2P網(wǎng)還有被淘汰的ATM等等.

? ? 這些網(wǎng)絡(luò)為了標(biāo)識(shí)不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，都有自己一套地址體系。以太網(wǎng)就是用的MAC地址，Wi-Fi其實(shí)也是也是用MAC地址，其他類型的網(wǎng)絡(luò)可不是MAC地址，具體的可以自行查閱相關(guān)資料。

? ? 我們的互聯(lián)網(wǎng)，可是把這些不同類型的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，因此有必要重新弄套地址體系，要求所有連到互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)絡(luò)都得支持，要不然夸網(wǎng)絡(luò)類型通信豈不亂套? 這套地址體系就是我們所說的IP地址。

? ? 打個(gè)比方，IP地址就像護(hù)照，全球統(tǒng)一格式；MAC地址就像我們國家的身份證，僅僅在我們國家有效。如果你只是在國內(nèi)活動(dòng)(以太網(wǎng)內(nèi)通信)，身份證(MAC地址)就可以了。?但你要出國(跨網(wǎng)絡(luò)通信)，那就得護(hù)照(IP地址)才行。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的写给非网工的CCNA教程(1)IP地址和MAC地址的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。