IP和MNC地址协议

一.MAC地址

MAC地址采用十六进制数表示，长度是6个字节（48位），分别为前24为后24位。

前24位是组织唯一标志符，由IEEE的注册管理机构给不同厂家分配的代码，区分不同厂家。

后24位是由厂家自己分配的，称为扩展标识符。同一厂家生产的网卡中的MAC地址后24为是不同的

MAC地址对应于OSI参考模型的第二层数据链路层

二．IP地址

IP地址是一种在internet上的给主机同统一编址的地址格式，也称为网络协议（IP协议）地址。IP地址对应于OSI参考模型的第三层网络层，工作在网络层的路由器根据目标IP和来源IP来判断是否属于同一网段，如果是不同网段，则转发数据包。

三．IP地址格式和表示

在计算机二进制中，1个字节=8位=8bit(bite=)

IP地址(IPv4)由32位二进制数组成，分为4段（4个字节），每一段为8位二进制数（1个字节）

每一段8位二进制，中间使用英文的标点符号“.”隔开

由于二进制数太长，为了便于记忆和识别，把每一段8位二进制数转成十进制，大小为0至255。

IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”。

IP地址表示为：xxx.xxx.xxx.xxx

举个栗子：210.21.196.6就是一个IP地址的表示。

②理解2的指数幂

2的幂也称为2的指数，还可以称为2的次方，如2的2次方、2的3次方等等，任何数的0次方都等于1。

在IP地址中，0次方到7次方刚好为8位，这对于IP地址二进制转换为十进制非常方便。

举个栗子：11010010 = 1×2^7+1×2^6+0×2^5+1×2^4+0×2^3+0×2^2+1×2^1+0×2^0 = 128+64+0+16+0+0+2+0 = 210

我们需要记住上图的2的幂的结果，不需要死记硬背，这个是有技巧的，从上图来看，很容易发现，由于是2的幂，所有相邻的幂的前后都是相差2倍，所以只要知道其中一个幂值，就知道相邻的幂的值。

四、IP地址的组成

IP地址是由网络部分和主机部分组成。比如：

计算机的IP地址由两部分组成，一部分为网络标识，一部分为主机标识。一部分为网络标识，一部分为主机标识，同一网段内的计算机网络部分相同，主机部分不同同时重复出现。路由器连接不同网段，负责不同网段之间的数据转发，交换机连接的是同一网段的计算机。通过设置网络地址和主机地址，在互相连接的整个网络中保证每台主机的IP地址不会互相重叠，即IP地址具有了唯一性。

五、IP地址和MAC地址区别

1.长度不同：IP地址为32位（二进制），MAC地址为48位（十六进制）。

2.分配依据不同：IP地址的分配是基于网络拓扑，MAC地址的分配是基于制造商。

3.寻址协议层不同：IP地址应用于OSI第三层（网络层），而MAC地址应用在OSI第二层（数据链路层）。

六、IP地址与MAC地址的作用和关系

IP和MAC两者之间分工明确，默契合作，完成通信工程。在数据通信中IP地址专注于网络层，网络层设备（如路由器）根据IP地址，将数据包从一个网络传递转发到另一个网络上;而MAC地址专注于数据链路层，数据链路层设备（如交换机）根据MAC地址，将一个数据帧从一个节点传送到相同链路的另一个节点上。

IP和MAC地址这种映射关系由ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议)协议完成，ARP根据目的IP地址，找到中间节点的MAC地址，通过中间节点传送，从而最终到达目的网络。

计算机在和其他计算机啊通信之前，首先要判断目标IP地址是否在一个网段，这决定了数据链层的目标MAC地址是目标计算机的还是路由器接口的MAC地址。数据包的目标IP地址决定了数据包最终到达哪一个计算机，而目标MAC地址决定了该数据包下一跳由哪个设备接受，不一定是终点。

七、IP地址的分类

1、IP地址分类详解

IP地址分A、B、C、D、E五类，其中A、B、C这三类是比较常用的IP地址，D、E类为特殊地址。

A类地址第1字节为网络地址引导位是0，另外三个字节为主机地址。地址范围是1.0.0.0~126.255.255.255，其中0和127作为特殊地址。网络默认子网掩码是255.0.0.0可以写作/8 ，最大主机数量是256✖256✖256-2=16777214，（减去1个主机位为0的网络地址和一个广播地址）。

备注：在计算机网络中，主机ID全部为0的地址为网络地址，而主机ID全部为1的地址为广播地址，这两个地址是不能分配给主机用的。广播地址要在同一个网段里进行寻找MAC地址进行数据传输。

B类地址第1字节和第二字节为网络地址，其引导位是10，另外两个字节是主机地址。其地址范围：128.0.0.0~191.255.255.255，网络默认子网掩码为255.255.0.0，也可写成/16，最大主机数量是256*256-2=65534。

C类地址第1字节、第2字节和第3字节为网络地址，其引导位是110，另外1个字节为主机地址。其地址范围为192.0.0.0~223.255.255.255。网络默认子网掩码为255.255.255.0，可写成/24，最大主机数量为256-2=254。

D类地址不区分网络地址和主机地址，他的第1字节的引导位是1110。D类地址用于组播（也称为多播）的地址，无子网掩码，地址范围是224.0.0.0~239.255.255.255。

E类地址也不区分网络地址和主机地址，他的第一字节的引导位是11110，其地址范围是240.0.0.0~255.255.255.255。其中240.0.0.0~255.255.255.254作为保留地址，主要用于internet试验和开发，255.255.255.255作为广播地址。

IP地址分类思维导图

八、保留的特殊IP地址

以下这些特殊IP地址都是不能分配给主机用的地址：

主机ID全为0的地址：特指某个网段，比如：192.168.10.0 255.255.255.0，指192.168.10.0网段。

主机ID全为1的地址：特指该网段的全部主机，比如：192.168.10.255，如果你的计算机发送数据包使用主机ID全是1的 IP地址，数据链层地址用广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。

127.0.0.1：是本地环回地址，指本机地址，一般用来测试使用。回送地址(127.x.x.x)是本机回送地址(Loopback Address)，即主机IP堆栈内部的IP地址。

169.254.0.0：169.254.0.0-169.254.255.255实际上是自动私有IP地址。

0.0.0.0：如果计算机的IP地址和网络中的其他计算机地址冲突，使用ipconfig命令看到的就是0.0.0.0，子网掩码也是0.0.0.0。

保留的特殊IP地址思维导图如下：

九、公网和私网IP地址

公网IP地址

公有地址分配和管理由Inter NIC（Internet Network Information Center 因特网信息中心）负责。各级ISP使用的公网地址都需要向Inter NIC提出申请，有Inter NIC统一发放，这样就能确保地址块不冲突。

私网IP地址
创建IP寻址方案的人也创建了私网IP地址。这些地址可以被用于私有网络，在Internet没有这些IP地址，Internet上的路由器也没有到私有网络的路由表。

A类：10.0.0.0 255.0.0.0，保留了1个A类网络。
B类：172.16.0.0 255.255.0.0～172.31.0.0 255.255.0.0，保留了16个B类网络。
C类：192.168.0.0 255.255.255.0～192.168.255.0 255.255.255.0，保留了256个C类网络。

备注：私网地址访问Internet需要做NAT或PAT网络地址转换

公网和私网IP地址思维导图如下:

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