MAC地址是什么

　　首先，說明一下MAC地址是啥？MAC地址是MAC（Media Access Control）協(xié)議所使用的地址，最早是在以太網(wǎng)中使用的，后來在IEEE中定義的802協(xié)議中被廣泛使用，但也不是全部。因此，MAC地址只在802協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中才有，MAC協(xié)議是數(shù)據(jù)鏈路層的子層，并不能說MAC地址就是數(shù)據(jù)鏈路層地址。什么是802協(xié)議，就是IEEE定義的一些協(xié)議，常見的由802.3（以太網(wǎng)）802.11（無線局域網(wǎng)）等等。那難道還有其他類型的嗎？當然！比如移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)、ATM網(wǎng)絡(luò)、IBM開發(fā)的SAN網(wǎng)絡(luò)等等，這些都是沒有MAC地址的。

　　所以，這也就解釋了為啥有了IP，IP是網(wǎng)絡(luò)層的地址，而網(wǎng)絡(luò)層的出現(xiàn)目的之一就是屏蔽底層硬件的差異化，也就是在LAN上，到底用什么樣的方式來找到目標主機并發(fā)送消息，IP是不管的。

　　所以，這個問題也變得容易回答了，可不可以沒有MAC地址，答案是可以的。只要你能有種方式可以準確無誤的將數(shù)據(jù)傳送給目標主機即可。由于現(xiàn)在LAN中以太網(wǎng)占據(jù)了統(tǒng)治地位，所以MAC地址也相應的水漲船高了。

　　IP地址是什么

　　上面提到了IP地址的一個用途是屏蔽底層的差異化，實際上卻遠不止如此，IP地址包含兩部分，一部分是網(wǎng)絡(luò)號，一部分是主機號。對于中間路由器而言，并不關(guān)心它的主機號，而只關(guān)注網(wǎng)絡(luò)號，在路由表中有如下對應《網(wǎng)絡(luò)號，輸出端口》（路由表由路由算法生成），然后轉(zhuǎn)發(fā)。路由通過一些算法，如距離矢量協(xié)議和鏈路狀態(tài)協(xié)議來更新路由表，這些在協(xié)議通過在路由器之間交換信息，使得路由器對整個網(wǎng)絡(luò)拓撲有個清楚的認識。IP協(xié)議還有很多其他方面，比如擁塞控制（當路由器檢測到擁塞時，可以發(fā)送源端抑制的ICMP分組，請求降低發(fā)送速度，不過現(xiàn)在更多在傳輸層做）、分段等方面。

　　MAC地址的長度、表示方法、分配方法及其唯一性

　　MAC地址的長度為48位（6個字節(jié)），通常表示為12個16進制數(shù)，每2個16進制數(shù)之間用冒號隔開，如：08:00:20:0A:8C:6D就是一個MAC地址，其中前6位16進制數(shù)08:00:20代表網(wǎng)絡(luò)硬件制造商的編號，它由IEEE（Istitute of Electrical and Electronics Engineers，電氣與電子工程師協(xié)會）分配，而后3位16進制數(shù)0A:8C:6D代表該制造商所制造的某個網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品（如網(wǎng)卡）的系列號。每個網(wǎng)絡(luò)制造商必須確保它所制造的每個以太網(wǎng)設(shè)備都具有相同的前三字節(jié)以及不同的后三個字節(jié)。這樣就可保證世界上每個以太網(wǎng)設(shè)備都具有唯一的MAC地址。

　　IP地址與MAC地址在互連網(wǎng)中的作用

　　既然每個以太網(wǎng)設(shè)備在出廠時都有一個唯一的MAC地址了，那為什么還需要為每臺主機再分配一個IP地址呢？或者說為什么每臺主機都分配唯一的IP地址了，為什么還要在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如網(wǎng)卡，集線器，路由器等）生產(chǎn)時內(nèi)嵌一個唯一的MAC地址呢？主要原因有以下幾點：

　　（1）IP地址的分配是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)，而不是根據(jù)誰制造了網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。若將高效的路由選擇方案建立在設(shè)備制造商的基礎(chǔ)上而不是網(wǎng)絡(luò)所處的拓樸位置基礎(chǔ)上，這種方案是不可行的。

　　（2）當存在一個附加層的地址尋址時，設(shè)備更易于移動和維修。例如，如果一個以太網(wǎng)卡壞了，可以被更換，而無須取得一個新的IP地址。如果一個IP主機從一個網(wǎng)絡(luò)移到另一個網(wǎng)絡(luò)，可以給它一個新的IP地址，而無須換一個新的網(wǎng)卡。

　　（3）無論是局域網(wǎng)，還是廣域網(wǎng)中的計算機之間的通信，最終都表現(xiàn)為將數(shù)據(jù)包從某種形式的鏈路上的初始節(jié)點出發(fā)，從一個節(jié)點傳遞到另一個節(jié)點，最終傳送到目的節(jié)點。數(shù)據(jù)包在這些節(jié)點之間的移動都是由ARP（Address Resolution Protocol：地址解析協(xié)議）負責將IP地址映射到MAC地址上來完成的。下面我們來通過一個例子看看IP地址和MAC地址是怎樣結(jié)合來傳送數(shù)據(jù)包的。

　　假設(shè)網(wǎng)絡(luò)上要將一個數(shù)據(jù)包（名為PAC）由北京的一臺主機（名稱為A，IP地址為IP_A，MAC地址為MAC_A）發(fā)送到華盛頓的一臺主機（名稱為B，IP地址為IP_B，MAC地址為MAC_B）。這兩臺主機之間不可能是直接連接起來的，因而數(shù)據(jù)包在傳遞時必然要經(jīng)過許多中間節(jié)點（如路由器，服務(wù)器等等），我們假定在傳輸過程中要經(jīng)過C1、C2、C3（其MAC地址分別為M1，M2，M3）三個節(jié)點。

　　A在將PAC發(fā)出之前，先發(fā)送一個ARP請求，找到其要到達IP_B所必須經(jīng)歷的第一個中間節(jié)點C1的MAC地址M1，然后在其數(shù)據(jù)包中封裝（Encapsulation）這些地址：IP_A、IP_B，MAC_A和M1。當PAC傳到C1后，再由ARP根據(jù)其目的IP地址IP_B，找到其要經(jīng)歷的第二個中間節(jié)點C2的MAC地址M2，然后再將帶有M2的數(shù)據(jù)包傳送到C2。如此類推，直到最后找到帶有IP地址為IP_B的B主機的地址MAC_B，最終傳送給主機B。在傳輸過程中，IP_A、IP_B和MAC_A不變，而中間節(jié)點的MAC地址通過ARP在不斷改變（M1，M2，M3），直至目的地址MAC_B。

　　mac地址和ip地址有什么區(qū)別

　　綜合上面所述，我們可以歸納出IP地址和MAC地址相同點是它們都唯一，不同的特點主要有：

　　1、對于網(wǎng)絡(luò)上的某一設(shè)備，如一臺計算機或一臺路由器，其IP地址可變（但必須唯一），而MAC地址不可變。我們可以根據(jù)需要給一臺主機指定任意的IP地址，如我們可以給局域網(wǎng)上的某臺計算機分配IP地址為192.168.0.112 ，也可以將它改成192.168.0.200。而任一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如網(wǎng)卡，路由器）一旦生產(chǎn)出來以后，其MAC地址永遠唯一且不能由用戶改變。

　　2、長度不同。IP地址為32位，MAC地址為48位。

　　3、分配依據(jù)不同。IP地址的分配是基于網(wǎng)絡(luò)拓樸，MAC地址的分配是基于制造商。

　　4、尋址協(xié)議層不同。IP地址應用于OSI第三層，即網(wǎng)絡(luò)層，而MAC地址應用在OSI第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層。 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議可以使數(shù)據(jù)從一個節(jié)點傳遞到相同鏈路的另一個節(jié)點上（通過MAC地址），而網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議使數(shù)據(jù)可以從一個網(wǎng)絡(luò)傳遞到另一個網(wǎng)絡(luò)上（ARP根據(jù)目的IP地址，找到中間節(jié)點的MAC地址，通過中間節(jié)點傳送，從而最終到達目的網(wǎng)絡(luò)）。