MAC位址是什麼？它如何與 IP 位址協同工作？

如果您想寄信，則需要收件人的地址。地址是一種識別特徵，可以幫助郵差知道信件需要發送到哪裡，因此地址必須是唯一的。兩棟房子不能有相同的地址，否則會造成混亂。

互聯網的工作方式與郵政服務類似。設備不發送訊息，而是發送“封包”，IP 位址或 MAC 位址決定這些封包的去向。今天的文章將討論這兩個地址如何並行工作。

文章目錄

• 什麼是IP位址？
• MAC位址是什麼？
• 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
  • 以計算機A和計算機B為例
• MAC位址和IP位址的主要區別
  • MAC 位址是永久的，而 IP 位址是動態的
  • 每個地址都有唯一的地址結構
  • 位於OSI模型中的不同層
• IP位址和MAC位址的弱點

什麼是IP位址？

IP位址（Internet協定）是網路硬體的識別號碼。網路上的裝置具有不同的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 有一篇很長的文章，就像一本關於 IP 位址的小冊子。更詳細的信息，請閱讀文章：什麼是 IP 位址？

MAC位址是什麼？

MAC 位址標識設備內唯一的「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 位址則與實體適配器綁定並由製造商分配。

MAC位址是一個由12位數字組成的字串，每個數字可以是0到9中的任意數字或A到F中的字母。為了方便閱讀，將字串分成塊。有三種流行的格式，第一種格式是最受歡迎和首選的：

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位址有很多差異，但它們並不是相互獨立運作的。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，鄰居發現協定提供同等功能。

它的工作原理如下：一台設備想要與本地網段上的另一台設備進行通訊。它將其請求以及來源 IP 位址和目標 IP 位址放入 IP 封包中。然後乙太網路幀封裝 IP 封包。此訊框包含來源 MAC 位址和目標 MAC 位址。但有時目標設備的 MAC 位址是未知的。

以計算機A和計算機B為例

電腦 A 想要向電腦 B 傳送 IP 封包，但它不知道電腦 B 的 MAC 位址。電腦 A 會廣播一個 ARP 要求，而本地網段中的所有電腦都會收到該請求。

本質上，該請求傳達的是：「這是我的 IP 位址。這是我的 MAC 位址。我正在尋找與該 IP 位址關聯的 MAC 位址。如果此 IP 位址是您的，請回覆並提供您的 MAC 位址。

ARP 如何與 IP 位址和 MAC 位址配合使用

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。每次電腦想要在 LAN 上傳送封包時，它都會先尋找其 ARP 表。如果電腦 B 表中尚不存在電腦 A 的條目，它將建立一個新條目。計算機 A 的 MAC 和 IP 位址將根據訊框中的內容添加。

然後將發送包含 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。有了適當的 MAC 位址，電腦 A 現在可以將乙太網路訊框傳送到電腦 B。

需要注意的是，雖然任何人都可以輕鬆找到 IP 位址，但其他人卻無法輕鬆找到 MAC 位址。當 IP 封包離開 LAN 並通過路由器時，其帶有 MAC 位址的標頭將被丟棄。因此，LAN 以外的任何人都不會在 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，而 IP 位址是動態的

由於它被分配給 NIC 或其他硬件，因此 MAC 位址永遠不會自行更改（但許多網路介面支援更改 MAC 位址）。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 個數字或字元組成，並以冒號分隔。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製造的產品的 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）為製造商管理 OUI。

同時，IPv4位址是以十六進位表示的32位元整數。更常見的格式稱為“點分四邊形”或“點分十進制”，是 xxxx，其中每個 x 可以是 0 到 255 之間的任何值。例如，192.0.2.146 是有效的 IPv4 位址。

位於OSI模型中的不同層

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，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 位址如何表示設備與 ISP 的連線嗎？如果第二個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，第二個設備的活動似乎是主要設備。

這就是您向他人隱藏您的 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，隱藏在某些代理程式後面的惡意駭客可能會使當局很難追蹤他。

另一個風險是IP位址可以被追蹤。您會驚訝於有人只用您的 IP 位址就能做些什麼。

此外，還存在潛在的IP 衝突問題，即兩個或多個裝置共用相同的 IP 位址。這主要發生在本地網路內，但隨著 IPv4 位址的日益短缺，它可能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件事：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」另一個人的 MAC 位址。它也使得 MAC 過濾器等功能幾乎毫無用處。

無論如何，IP 位址和 MAC 位址都是有用且重要的，因此它們不會很快消失。希望您現在了解它們是什麼、它們如何運作以及為什麼需要它們。

如果您有任何疑問或有任何其他提示或解釋，請在下面的評論部分與我們分享！

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