IP地址和MAC地址都是网络中的唯一标识,但二者有以下主要区别:
1. 层次:IP地址工作在网络层,MAC地址工作在数据链路层。IP地址用于标识网络中的主机,MAC地址用于标识网络中的物理设备。
2. 地址范围:IP地址是一个逻辑地址,范围较广;MAC地址是一个物理地址,范围较小。全球范围内IP地址数量远大于MAC地址。
3. 动态性:IP地址可以是动态分配的;MAC地址是固定的,由生产商编程而成,不会改变。
4. 结构:IP地址是32位的数字来表示,通常采用点分十进制格式;MAC地址是48位的数字,采用冒号分隔的十六进制格式。
对应IP地址和MAC地址的过程需要地址解析协议(ARP)实现。其工作原理是:
1. 当主机A要与主机B通信时,它先检查自己的ARP缓存,看是否已经有B的IP地址与MAC地址的对应关系。
2. 如果没有,主机A会发送ARP广播包,询问网络中哪个设备的IP地址是B。
3. 主机B收到ARP请求后,回复ARP应答包,包含自己的IP地址和MAC地址。
4. 主机A收到ARP应答后,在ARP缓存中添加一条IP-MAC对应关系,并使用MAC地址与主机B建立数据链路层连接进行通信。
5. 以后主机A要与主机B通信,可以直接检查ARP缓存,无需再次广播。
6. ARP缓存中的条目会在一定时间后超时失效,这个时间可以通过ARP缓存的超时时间设置。
ARP协议维持着IP地址和MAC地址的对应关系,只有在ARP缓存中查找到对应关系后,IP层通信才可以真正建立。理解IP地址、MAC地址及ARP协议,有助于我们学习TCP/IP网络编程。