什麼是MAC位址？它如何與 IP 位址並行？

如果您想寄送信件，您需要收件人的地址。地址是幫助郵差知道信件應該寄往何處的識別特徵，因此地址必須是唯一的。兩棟房子不能有相同的地址，否則會造成混淆。

互聯網的工作方式與郵政服務類似。設備不發送信件，而是發送“資料包”，IP 位址或 MAC 位址決定這些資料包的去向。今天的文章將討論這兩個地址如何協同工作。

文章目錄

• 什麼是 IP 位址？
• 什麼是MAC位址？
• IP 位址和 MAC 位址如何協同運作？
  • MAC位址和IP位址之間的橋樑：ARP
  • 計算機A和計算機B的範例
• MAC位址和IP位址的主要區別
  • MAC位址是永久的，IP位址是動態的
  • 每個地址都有唯一的地址結構。
  • 位於 OSI 模型的不同層
• IP 位址和 MAC 位址的弱點

什麼是 IP 位址？

IP（網際網路協定）位址是網路硬體的數位識別碼；網路上的裝置有不同的 IP 位址，類似於家庭或公司位址。設備使用 IP 位址透過網路相互通訊。

Quantrimang 有一篇關於 IP 位址的長文，有關更多詳細信息，請閱讀文章：什麼是 IP 位址？

什麼是MAC位址？

MAC 位址標識設備中唯一的「網路介面」。 IP 位址由 ISP 分配，並且可以在設備連接或斷開連接時重新分配，而 MAC 位址與實體適配器綁定，由製造商分配。

MAC 位址是一串 12 位數字，其中每位數字可以是 0 到 9 之間的任意數字或 A 到 F 之間的字母。為了便於閱讀，該字串被分成幾塊。有三種流行的格式，第一種是最受歡迎和最受歡迎的：

1. 68：7F：74：12：34：56
2. 68-7F-74-12-34-56
3. 687.F74.123.456

前 6 位數字（稱為「前綴」）代表適配器製造商，而後 6 位數字代表該特定適配器的唯一識別號碼。 MAC 位址不包含裝置連接到哪個網路的資訊。

IP 位址和 MAC 位址如何協同運作？

MAC位址和IP位址之間的橋樑：ARP

儘管 MAC 位址和 IP 位址存在許多差異，但它們並不是彼此獨立運作的。位址解析協定（ARP）是連接它們的橋樑。此協定在區域網路（LAN）的第 2 層和第 3 層之間運作。它將 IPv4 位址對應到網路設備 MAC 位址，反之亦然。

注意：IPv4 使用 ARP 協定。在較新的 IPv6 網路上，鄰居發現協定提供了等效的功能。

它的工作原理如下：一個設備想要與本地網段上的另一個設備進行通訊。它將請求與來源 IP 位址和目標 IP 位址封裝在一個 IP 封包中。然後乙太網路幀封裝 IP 封包。此訊框包含來源和目標 MAC 位址。但有時目標設備的MAC位址是未知的。

計算機A和計算機B的範例

電腦A想傳送一個IP封包給電腦B，但它不知道電腦B的MAC位址，於是電腦A就廣播一個ARP請求，這個ARP請求會被本地網路段內的所有電腦收到。

基本上，該請求的內容是：“這是我的 IP 位址。這是我的 MAC 位址。我正在尋找與此 IP 位址關聯的 MAC 位址。如果此 IP 位址是您的，請回應並提供您的 MAC 位址。”

計算機B收到ARP請求後會做兩件事。

首先，每個設備都有自己的 ARP 表。每當電腦想要在 LAN 上傳送封包時，它首先會查看其 ARP 表。如果電腦 B 表中不存在電腦 A 的條目，則它將建立一個新條目。將根據訊框中的內容添加電腦 A 的 MAC 和 IP 位址。

然後將發送帶有 IP 位址和 MAC 位址的 ARP 回應。計算機 A 將收到回覆並將訊息加入其 ARP 表中。有了正確的 MAC 位址，電腦 A 現在就可以向電腦 B 發送乙太網路封包。

值得注意的是，雖然任何人都可以輕鬆找到 IP 位址，但其他人卻無法輕易找到 MAC 位址。當 IP 封包離開您的 LAN 並通過路由器時，其帶有 MAC 位址的標頭會被剝離。因此，LAN 之外的任何人都永遠不會在 IP 封包中看到您的 MAC（除非應用程式將其作為資料發送）。

MAC位址和IP位址的主要區別

MAC位址是永久的，IP位址是動態的

由於它被分配給 NIC 或其他硬件，因此 MAC 位址本身永遠不會改變（但許多網路介面支援 MAC 位址變更）。另一方面，許多 IP 位址是動態的，根據時間或網路設定的特徵定期變化。

每個地址都有唯一的地址結構。

MAC位址是一個48位元的十六進位位址。它通常由 6 組 2 位數字或字元組成，以冒號分隔。範例 MAC 位址如下所示：00:00:5e:00:53:af。

許多網路卡和其他硬體製造商在其產品的MAC位址開頭使用類似的字串。這稱為組織唯一識別碼 (OUI)。 OUI 通常是數字或字元的前 3 個位元組。 IEEE（電氣和電子工程師協會）負責管理製造商的 OUI。

同時，IPv4 位址是一個以十六進位表示的 32 位元整數。較常見的格式稱為點分四進位或點分十進制，即 xxxx，其中每個 x 可以是 0 到 255 之間的任意值。例如，192.0.2.146 是一個有效的 IPv4 位址。

位於 OSI 模型的不同層

MAC 位址和 IP 位址也位於 OSI（開放系統互連）模型的不同層。 OSI 模型是一個概念框架，它使用七個抽象層來描述電信系統的所有功能。在OSI模型中，資料鏈結層（第2層）的MAC子層實作MAC位址。同時，IP 位址在模型的網路層（第 3 層）運作。

IP 位址和 MAC 位址的弱點

還記得 IP 位址如何代表設備與 ISP 的連線嗎？如果第二台裝置連接到主裝置並透過該裝置傳輸所有網路活動會怎樣？對於網路的其餘部分來說，第二個設備的行為似乎與主設備的行為相同。

這就是你向別人隱藏你的 IP 位址的方法。雖然這樣做沒有錯，但可能會導致安全問題。例如，一個惡意駭客隱藏在某些代理後面，這使得當局很難追蹤他。

另一個風險是IP位址可以被追蹤。你可能會驚訝於有人僅憑你的 IP 位址就能做很多事。

並且還存在IP 衝突的潛在問題，即兩個或多個設備共享同一個 IP 位址。這種現象主要發生在本地網路中，但隨著 IPv4 位址日益短缺，它很快就會蔓延到整個網路。

至於 MAC 位址，您實際上只需要知道一個問題：更改裝置的MAC 位址非常容易。這違背了製造商分配的唯一識別碼的目的，因為任何人都可以「欺騙」其他人的 MAC 位址。這也使得 MAC 過濾等功能幾乎毫無用處。

無論如何，IP 位址和 MAC 位址都很有用而且很重要，所以它們不會很快消失。希望現在您了解它們是什麼、它們如何運作以及為什麼需要它們。

如果您有任何疑問，或者您有任何其他提示或解釋，請在下面的評論部分與我們分享！

參見：

• 如何找出區域網路內另一台電腦的IP位址
• 尋找 IP 位址和 MAC 位址
• IPv6位址簡介