MAC是網(wǎng)絡中用來標識網(wǎng)卡設備的唯一網(wǎng)絡地址。由相關(guān)硬件制造商統(tǒng)一分配，每臺電腦的MAC地址都是唯一的。

做個比喻，你經(jīng)常搬家，你每搬一次家都有一個地址，XX小區(qū)XX單元XX號，這個就是IP。但是你的名字不變，這個就是MAC，不同的是我們的MAC不允許重名。

我們的IP分為兩個部分：如上圖分為網(wǎng)絡部分和主機部分。

網(wǎng)絡部分好比就是你在XX省XX市XX鎮(zhèn)，這個是國家固定下來了的。但是XX小區(qū)XX單元XX號是開發(fā)商自己定的。兩個編號加起來就是你的ip了。

不同的是在現(xiàn)實中兩個編號的長度是固定的，在網(wǎng)絡上A、B、C、D的ip地址卻是變化的。

為什么同時需要IP和MAC地址？

每個以太網(wǎng)設備在出廠時都有一個唯一的MAC地址，為什么還需要為每臺主機再分配一個IP地址？

或者說每臺主機都分配唯一的IP地址，為什么還要在網(wǎng)絡設備（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？

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主要原因有以下幾點：

（1）IP地址的分配是根據(jù)網(wǎng)絡的拓樸結(jié)構(gòu)，而不是根據(jù)誰制造了網(wǎng)絡設置。

若將高效的路由選擇方案建立在設備制造商的基礎(chǔ)上而不是網(wǎng)絡所處的拓撲位置基礎(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)絡移到另一個網(wǎng)絡，可以給它一個新的IP地址，而無須換一個新的網(wǎng)卡。

（3）方便數(shù)據(jù)傳輸。

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協(xié)議負責將IP地址映射到MAC地址上來完成的。

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IP地址和MAC地址結(jié)合起來傳送數(shù)據(jù)包的例子：

假設網(wǎng)絡上要將一個數(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。

編輯：黃飛

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