IP 地址和 MAC 地址有什么区别？它们之间的联系是什么？

IP地址和MAC地址都是网络中的重要标识,但有以下区别:

IP地址:

1. 逻辑地址,用于在网络层标识网络设备。
2. 具有层级结构,如192.168.1.1。
3. 可以动态分配,通常DHCP服务器分配。
4. 私有IP和公有IP之分,私有IP只在内网使用。
5. IPv4使用32位地址,IPv6使用128位地址。

MAC地址:

1. 物理地址,绑定在网络设备的网络接口卡上。
2. 48位地址,形式如00:0c:29:a5:5d:c3。
3. 唯一地址,由IEEE分配给设备制造商。
4. 通常保存在ROM中,不易修改。
5. 只在链路层使用,标识网络设备网卡。

IP地址和MAC地址之间的联系:

1. 一台主机可以有多个IP地址,但只有一个MAC地址。
2. MAC地址用于在链路层标识网络设备,找到主机对应的物理地址。
3. 在ARP协议中,IP地址被映射为对应的MAC地址,用于数据转发。
4. MAC地址优先于IP地址工作,因为网络流量必须找到对应的物理地址才能发送。
5. DHCP协议用来将IP地址动态分配给主机,需要携带主机的MAC地址。

代码示例:

python 
# IP与MAC地址转发表
arp_table = {
    '192.168.1.1':'00:0c:29:a5:5d:c3',
    '192.168.1.2':'00:0c:29:3f:67:ab' 
}

# 收到数据包,查找目的IP对应的MAC地址
def look_up(ip):
    if ip in arp_table:
        return arp_table[ip]
    else:
        return None   # 没有找到对应的MAC地址

# 更新ARP表 
def update(ip, mac): 
    arp_table[ip] = mac 

# 根据IP转发数据
dest_ip = '192.168.1.2'
dest_mac = look_up(dest_ip)
if dest_mac is not None: 
    print('找到对应的MAC地址:', dest_mac)
    # 使用dest_mac转发数据包
else:
    print('没有找到对应的MAC地址')

# 将192.168.1.3的MAC地址添加到ARP表 
new_ip = '192.168.1.3'
new_mac = '00:0c:29:4f:32:17'
update(new_ip, new_mac) 

IP地址和MAC地址在网络中发挥重要作用,理解它们的区别和联系,有助于我们设计网络应用程序。ARP协议将两者映射起来,用于数据转发。熟练掌握IP地址,MAC地址及ARP的相关知识,是网络编程的基础。