IP地址和Mac地址產(chǎn)生的目的是方便別人找到自己

　　Mac地址有點像身份證號碼，而IP地址就像門牌號碼。在茫茫大海中僅憑一個身份證號碼找到一顆別樣的沙粒很難，但如果先找到具體的沙灘，沙灘劃分很小的網(wǎng)格片區(qū)，就很容易通過身份證找到這顆別樣的沙粒了。

　　MAC地址(物理地址、硬件地址)是實實在在的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出身地址，它是由廠商寫入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的bios中。

　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商也并不能隨意的使用Mac地址，需要向IEEE申請，當(dāng)然廠商申請需要付費。

　　Mac地址通常表示為12個16進制數(shù)，每2個16進制數(shù)之間用冒號隔開，前6位16進制數(shù)代表了網(wǎng)絡(luò)硬件制造商的編號，由IEEE分配，而后3位16進制數(shù)是由網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品制造產(chǎn)商自行分配。這樣就可以保證世界上每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有唯一的MAC地址，比如一臺電腦的網(wǎng)卡壞掉了之后，更換一塊網(wǎng)卡之后MAC地址就會變。

　　IP地址是出于拓撲設(shè)計出來的，它為互聯(lián)網(wǎng)上每一個網(wǎng)絡(luò)和每一臺主機分配一個邏輯地址，以此來屏蔽物理地址的差異。對于路由器、電腦等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，只要IP地址不重復(fù)情況下，IP地址是可以隨意的修改。

　　網(wǎng)絡(luò)的變遷

　　早期的以太網(wǎng)只有集線器(Hub)、沒有交換機(Switch)，所以發(fā)出去的包能被以太網(wǎng)內(nèi)所有的機器監(jiān)聽到，所以數(shù)據(jù)包就需要帶上源mac地址和目的mac地址，每個機器只需要接受和自己的MAC地址相匹配的數(shù)據(jù)包。

　　局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸并不是通過網(wǎng)絡(luò)層的IP地址進行路由和轉(zhuǎn)發(fā)，想要在局域網(wǎng)中發(fā)送數(shù)據(jù)，還需要知道設(shè)備的mac地址。比如我們的電腦向其他局域網(wǎng)中的其他電腦發(fā)送數(shù)據(jù)時，它會先通過ARP(地址解析協(xié)議)在局域網(wǎng)中獲取目的IP地址所對應(yīng)的MAC地址。

　　step1：源主機首先會向局域網(wǎng)中發(fā)送ARP的廣播請求，只要目標(biāo)mac地址是FF:FF:FF:FF:FF:FF，局域網(wǎng)內(nèi)的所有設(shè)備都會受到這個請求。

　　step2：接收到ARP請求的設(shè)備會檢查目的IP地址和自己的IP地址是否一致，不一致就會忽略當(dāng)前的ARP請求，一致就會向源主機發(fā)送ARP響應(yīng)。

　　step3：源主機接收到ARP響應(yīng)后就會更新本地緩存表并繼續(xù)向目的主機發(fā)送數(shù)據(jù)。

　　在局域網(wǎng)中如果采用集線器來連接不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，相同的MAC地址一般不會出現(xiàn)太多的問題，因為在集線器連接的局域網(wǎng)中所有的數(shù)據(jù)幀都會被廣播給局域網(wǎng)內(nèi)的全部主機，而如果通過交換機連接不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就會受到影響，因為交換機需要學(xué)習(xí)局域網(wǎng)中不同設(shè)備的Mac地址并將數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給特定的主機。

　　所以Mac地址其實是可以重復(fù)使用的，只是不能在同一個局域網(wǎng)中使用相同的MAC地址，而跨局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸則需要通過網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議，所以在不同的局域網(wǎng)使用相同的Mac地址就不存在類似的問題。

　　Mac地址會有重復(fù)

　　按照IEEE的協(xié)定每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出廠都會有全球唯一的Mac地址，并且使用過的也不會再重復(fù)使用。但不意味著Mac地址就不會出現(xiàn)重復(fù)了，很多小伙伴們都改過Mac地址，有的直接可以通過系統(tǒng)進行修改。

　　有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備允許你在管理后臺手動的修改mac地址。

　　以上這些都是通過虛擬的方式覆蓋原有的Mac地址，并沒有更改掉設(shè)備出身時烙印的Mac地址。出身時烙印的Mac地址也并不是不能修改，通過硬件寫入的方式同樣的可以修改Mac地址，本質(zhì)上Mac地址就是一串二進制數(shù)，存放在了bios的某個存儲區(qū)域內(nèi)。

　　Mac地址還可以用很久

　　有限的Mac地址，不斷的使用，遲早是會消耗完的。但是Mac地址數(shù)量足夠多，還可以使用很長一段時間。

　　IP地址是32位二進制數(shù)，約43億個IP地址，而Mac地址是48位二進制數(shù)，約281萬億個Mac地址。公網(wǎng)IP地址是在2019年才耗盡的，可想而知，Mac地址池可是比IP地址池大了6萬多倍，而且重復(fù)的Mac地址只要不在一個局域網(wǎng)內(nèi)就能正常使用，Mac地址相當(dāng)于永遠都消耗不完。