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2023-11-21
学习IP地址与MAC地址的对应关系：网络设置配置
【摘要】：任务描述计算机网络中有两种寻址方式,一种是IP地址,另外一种是MAC地址。本任务中将要学习MAC地址的概念,MAC地址与IP地址的关系,查看IP地址与MAC地址的对应关系。MAC地址和IP地址之间并没有必然的联系。任务实施在IP地址转换为MAC地址的过程中,会使用到本机内存中产生的一张IP地址和MAC地址的动态映射表,这张表称为APR缓存。课后自测1.说说你所理解的IP地址与MAC地址的关系。
任务描述
计算机网络中有两种寻址方式,一种是IP地址,另外一种是MAC地址。
本任务中将要学习MAC地址的概念,MAC地址与IP地址的关系,查看IP地址与MAC地址的对应关系。
相关知识
一、MAC地址的概念
MAC（Medium/MediaAccess Control,介质访问控制）地址又称硬件地址、物理地址,它是一个48位的二进制整数,通常使用十六进制来表示,如68-17-29-4C-00-68。任何网络设备（路由器、交换机、网卡等）在全球范围内都只有一个唯一的MAC地址。
二、MAC地址与IP地址的关系
对于网络上的某一设备,如一台计算机或一台路由器,其IP地址是可变的（但必须唯一）,而MAC地址则是不可变的。MAC地址和IP地址之间并没有必然的联系。MAC地址就如同一个人的身份证号,无论人走到哪里,他的身份证号永不会改变;IP地址则如同邮政编码,人换个地方,他的通信邮政编码就随之发生改变。
从网络体系结构的层次的角度看,MAC地址应用在OSI第二层,是数据链路层使用的地址,而IP地址应用于OSI第三层,是网络层使用的地址。在通过以太网（一种局域网规范,是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准）发送IP数据包时,需要先封装第三层（32位IP地址）、第二层（48位MAC地址）的报头,但由于发送时只知道目标IP地址,不知道目标的MAC地址,所以需要将IP地址转换为MAC地址的协议,这种协议称为ARP（Address Resolution Protocol,地址解析协议）协议。
任务解析
本任务要求了解MAC地址、IP地址在OSI参考模型中的层次,着重要求理解IP地址与MAC地址的关系,并学习通过ARP命令查看常用主机IP-MAC映射表,即ARP表。
任务实施
在IP地址转换为MAC地址的过程中,会使用到本机内存中产生的一张IP地址和MAC地址的动态映射表,这张表称为APR缓存。ARP是Windows操作系统下的一个命令行工具,主要用于查看、修改及删除本机ARP缓存。
1.查看本机ARP缓存。
命令格式:arp-a,如图2-17所示。
图2-17(www.chuimin.cn)
2.清除本机ARP缓存。
命令格式:arp-d,如图2-18所示。
图2-18
3.再次查看本机ARP缓存。
只要主机存在于网络上,ARP缓存在很短的时间内会自动生成,稍后再次查看本机ARP缓存,如图2-19所示。也可尝试Ping一下同网段的其他主机,然后再查看本机ARP缓存。
图2-19
任务小结
本任务中有两个关键点:一是理解IP地址与MAC地址的关系,特别是在网络设备配置课程中,一定要牢记IP地址属于OSI第三层的概念,应用于第三层网络设备上（如三层交换机、路由器）;MAC地址属于OSI第二层的概念,应用于第二层网络设备上（如交换机）。二是理解ARP缓存的功能,能使用arp命令查看本机ARP缓存。
拓展提高
ARP原理:某主机A要向主机B发送报文,会首先查询本地的ARP缓存,找到B的IP地址IPB对应的MAC地址后才会进行数据传输。如果未找到,则广播一个ARP请求报文,请求IP地址为IPB的主机回答其物理地址。网上所有主机包括主机B都收到ARP请求,但只有主机B识别自己的IP地址,于是向主机A发回一个ARP响应报文,其中就包含有主机B的MAC地址信息,主机A接收到主机B的应答后,就会更新本地的ARP缓存,接着使用这个MAC地址发送数据。
ARP缓存中存在动态和静态两种表项,请百度一下,了解它们的区别。
课后自测
1.说说你所理解的IP地址与MAC地址的关系。
2.试用ARP命令。
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