IP，MAC，ARP 筆記

1.什么是IP地址

IP 地址是一串由句點分隔的數字。IP 地址表示為一組四個數字，比如 192.158.1.38 就是一個例子。該組合中的每個數字都可以在 0 到 255 的范圍內。因此，完整的 IP 尋址范圍從 0.0.0.0 到 255.255.255.255。

IP 地址不是隨機的。它們由互聯網號碼分配局 (IANA)（互聯網名稱與數字地址分配機構 (ICANN) 的一個部門）以數學方式生成和分配。ICANN 是一個非營利組織，于 1998 年在美國成立，旨在幫助維護互聯網的安全性并使所有人都能使用互聯網。每當有人在互聯網上注冊域名時，他們都要通過域名注冊商注冊，域名注冊商向 ICANN 支付一小筆費用來注冊域名。

2.IP地址的含義與作用

IP地址（Internet Protocol Address），即互聯網協議地址，是互聯網中設備通信的基礎。在網絡中，每個連接到互聯網的設備都需要一個IP地址，以便于其他設備找到并與之通信。IP地址的作用類似于我們現實生活中的住址，它確保信息能夠準確送達目的地。

IP地址的結構

IP地址由32位二進制數構成，通常分為4個8位的二進制數（即4個字節），用點分十進制表示，形如a.b.c.d，其中a、b、c、d都是0到255之間的整數1。例如，一個IP地址192.168.1.1在二進制中表示為11000000.10101000.00000001.00000001。

IP地址的分類

IP地址分為兩大類：IPv4和IPv6。IPv4是目前最廣泛使用的版本，它提供約43億個獨立地址。由于互聯網的迅速發展，IPv4地址已經不足以滿足需求，因此開發了IPv6，它使用128位地址，能提供幾乎無限數量的地址1。

IPv4地址根據網絡部分和主機部分的不同，又分為A、B、C、D、E五類2：

A類地址：以0開頭，網絡部分占據8位，主機部分占據24位。

B類地址：以10開頭，網絡部分占據16位，主機部分占據16位。

C類地址：以110開頭，網絡部分占據24位，主機部分占據8位。

D類地址：以1110開頭，用于多播。

E類地址：以1111開頭，保留用于未來使用。

特殊的IP地址

本地回環地址：127.0.0.1，用于測試本機網絡。

廣播地址：255.255.255.255，用于發送廣播消息。

私有地址：如192.168.x.x，10.x.x.x，172.16.x.x至172.31.x.x，這些地址用于局域網內部，不會在互聯網上路由3。

IP 地址有多種類型和格式，以下分別為你生成一個 IPv4 地址和 IPv6 地址：

IPv4 地址：IPv4 地址是由 32 位二進制數組成，通常用點分十進制表示。每 8 位二進制數轉換為一個十進制數，范圍是 0-255，中間用點號分隔。例如192.168.1.100就是一個合法的 IPv4 地址。

IPv6 地址：IPv6 地址由 128 位二進制數組成，通常用冒號分隔的十六進制數表示。它的格式更復雜，包含 8 組十六進制數，每組 4 位，例如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334就是一個典型的 IPv6 地址。

3.如何在windows中查看IP地址

1、Windows系統：

進入“設置” -> “網絡和Internet” -> “狀態” -> “查看網絡屬性”。按Win + R，輸入cmd，然后輸入ipconfig。進入“控制面板” -> “網絡和共享中心” -> 點擊網絡名稱 -> “詳細信息”。

4.什么是端口

在網絡技術中，端口包括邏輯端口和物理端口兩種類型。
物理端口是用于連接物理設備之間的接口，如ADSL Modem、集線器、交換機、路由器上用于連接其他網絡設備的接口。
邏輯端口是指邏輯意義上用于區分服務的端口，比如用于瀏覽網頁服務的80端口，用于FTP服務的21端口等。
我們這里講的是邏輯端口。

物理端口

定義：也叫接口，是計算機等設備與外部其他設備進行連接和數據傳輸的物理接口。它是實實在在的硬件接口，通過特定的線纜或連接器來實現設備之間的連接。

定義：是計算機網絡中用于標識不同應用程序或進程的邏輯地址，是一種抽象的概念，用于在網絡通信中區分不同的服務或應用。

常見類型USB 端口：普遍應用于各種電子設備，如電腦、手機、平板電腦等。可用于連接鼠標、鍵盤、打印機、移動存儲設備等，實現數據傳輸和設備供電，有 USB-A、USB-B、USB-C 等多種接口形式。

網絡端口：通常指以太網端口，常見于計算機、路由器、交換機等網絡設備。用于連接網線，實現設備與網絡之間的數據傳輸，如常見的 RJ45 端口。

音頻端口：用于連接音頻設備，如耳機、音箱、麥克風等，實現聲音的輸入和輸出，像 3.5mm 音頻接口、RCA 音頻接口等。

視頻端口：用于連接視頻設備，如顯示器、投影儀等，實現視頻信號的傳輸，常見的有 VGA 端口、HDMI 端口、DVI 端口等。

5.什么是MAC地址

MAC 地址（Media Access Control Address），也稱為物理地址或硬件地址，是用于標識網絡設備的唯一標識符。以下是關于它的詳細介紹：

基本概念

MAC 地址是固化在網絡設備（如網卡、路由器等）的硬件中的一組數字和字母組成的編碼。它與網絡設備的物理硬件緊密綁定，就如同每個人的身份證號碼一樣，具有全球唯一性，用來在局域網中唯一地標識一個網絡設備。

主要作用

數據鏈路層通信：在局域網中，數據鏈路層使用 MAC 地址來實現設備之間的數據傳輸。當一臺設備要向另一臺設備發送數據時，它會在數據幀的頭部添加源 MAC 地址和目標 MAC 地址。這樣，數據幀在局域網內傳輸時，交換機等網絡設備就可以根據目標 MAC 地址將數據幀準確地轉發到目標設備。

網絡設備識別：網絡中的交換機、路由器等設備通過學習和記錄連接到它們端口的設備的 MAC 地址，來建立 MAC 地址表。這個地址表用于指導數據幀的轉發，使得網絡設備能夠快速、準確地將數據發送到正確的目的地。

與 IP 地址的區別

MAC 地址是數據鏈路層的地址，主要用于局域網內設備之間的通信和識別，它與設備的物理硬件相關，是設備在本地網絡中的唯一標識。

IP 地址是網絡層的地址，用于在不同網絡之間進行數據路由和通信，它是邏輯地址，由網絡管理員分配或通過動態主機配置協議（DHCP）自動獲取，用于在整個互聯網或廣域網中標識設備的位置。

例如，在一個家庭網絡中，路由器會根據設備的 MAC 地址來識別連接到它的各個設備，如手機、電腦等。同時，路由器會為這些設備分配 IP 地址，使得它們能夠通過路由器連接到互聯網，與外部網絡中的其他設備進行通信。

地址格式

MAC 地址通常由 12 位十六進制數表示，共 6 個字節。一般采用冒號分隔或連字符分隔的形式，例如：00:11:22:33:44:55 或 00-11-22-33-44-55。

前 6 位十六進制數（也就是前 3 個字節）是由 IEEE（電氣和電子工程師協會）分配給設備制造商的組織唯一標識符（OUI），用于標識設備的生產廠商。后 6 位十六進制數（后 3 個字節）是由設備制造商自行分配的序列號，用于在該廠商生產的設備中唯一標識具體的設備。

6.如何查看機器的MAC

通過命令提示符查看按下 Win+R 鍵，輸入 cmd，然后按回車，打開命令提示符窗口。

在命令提示符窗口中，輸入 ipconfig /all 命令，然后按回車。系統會顯示詳細的網絡配置信息，找到與當前連接網絡對應的網絡適配器，在其信息中查找 “物理地址” 字段，該字段后的值即為 MAC 地址。

通過控制面板查看點擊屏幕左下角的 “開始” 按鈕，在搜索框中輸入 “控制面板”，然后按回車或點擊搜索結果中的 “控制面板”。

進入 “網絡和 Internet” 下的 “網絡和共享中心”，在左側菜單中，點擊 “更改適配器設置”。在適配器列表中，找到當前使用的網絡適配器，右鍵點擊它，選擇 “屬性”。

在打開的屬性窗口中，找到 “配置” 按鈕并點擊，在新窗口中，切換到 “高級” 選項卡，在 “屬性” 列表中找到 “網絡地址” 或類似的選項，其值即為 MAC 地址。

通過網絡圖標查看

鼠標右鍵點擊桌面右下角的 “網絡圖標”，選擇 “打開網絡和共享中心”，在彈出的對話框中找到并點擊 “以太網” 或 “WLAN”。

在以太網或 WLAN 狀態頁面中，點擊 “詳細信息”，網絡連接詳細信息中的 “物理地址” 即為該有線網卡或無線網卡的 MAC 地址。

7.什么是ARP

ARP（Address Resolution Protocol）即地址解析協議，是計算機網絡中用于將 IP 地址轉換為 MAC 地址的一種協議，以下從工作原理、作用、相關操作和應用場景等方面進行介紹：

工作原理

ARP 的核心功能是實現 IP 地址到 MAC 地址的映射。在一個局域網中，當一臺主機想要與另一臺主機進行通信時，它需要知道目標主機的 MAC 地址才能將數據幀準確地發送到目標主機。

主機首先會檢查自己的 ARP 緩存表，看是否已經存在目標 IP 地址對應的 MAC 地址。如果存在，就直接使用該 MAC 地址進行數據傳輸。

如果緩存表中沒有對應的記錄，主機就會發送一個 ARP 請求廣播包，這個廣播包中包含了源主機的 IP 地址、MAC 地址以及目標主機的 IP 地址等信息。局域網中的所有主機都會收到這個 ARP 請求，但只有目標主機或具有代理 ARP 功能的設備會對其進行響應。目標主機收到 ARP 請求后，會發送一個 ARP 響應包，其中包含自己的 MAC 地址，源主機收到響應包后，就會將目標 IP 地址和對應的 MAC 地址添加到自己的 ARP 緩存表中，以便后續通信使用。