计算机网络4 MAC地址和ARP协议

一.MAC地址

1. MAC地址就是一台计算机的身份证

路由器(中转站)底层是linux操作系统,其次还有Web前端的网页界面

网关:一台计算机发现目标IP不是该网段的,会将目标的IP地址数据包发给网关用来连接两者(一个家发给另一个家,通过网关才可以认识)

一个路由器可以兼顾多个网关

这个图中路由器左接口配置成192.168.1.1

右接口配置成192.168.2.1

2. 路由器

3.MAC地址的格式特征

MAC地址是3字节+3字节的

一个格子是一个字节

windows:ipconfig /all(在终端cmd中查询网络参数)

4. MAC干什么的,有啥作用?

MAC 地址(物理地址 / 硬件地址),是网卡出厂时固化的唯一编号,全球几乎独一无二

4.1 IP地址和MAC地址的对比

IP 地址 = 你家小区门牌号(大范围、可以变)

MAC 地址 = 你家每个人身份证号(设备专属、一般不变)

IP 负责跨网通信(比如你连全网)

MAC 负责局域网内传话(同一个 WiFi 里,路由器靠 MAC 区分你和别人的设备)

4.2 MAC地址核心作用:

(1)局域网内精准发数据

同一个 WiFi / 路由器下,手机、电脑、电视很多设备,路由器靠MAC 地址区分设备,把数据准确发给你,不会发错。

(2)设备身份识别

路由器、校园网、公司内网,都能通过 MAC 识别你的设备。

(3)限制 / 绑定设备上网

路由器可以开启「MAC 地址过滤」,只允许指定设备连 WiFi;

校园网、宿舍网常用绑定 MAC,一台账号只能自己设备用,防止蹭网。

(4)排查网络问题

网管查掉线、冲突、陌生设备蹭网,都是靠查 MAC 地址。

(5)DHCP 分配 IP

路由器给你分配内网 IP 时,就是根据你的 MAC 来记录,保证每次优先给你固定 IP

B收到的A的MAC地址后一般都是主机保存起来,方便后续用

保存IP地址和MAC地址,俗称ARP缓存

二.ARP

ARP 就是把 IP 地址 翻译成 MAC 地址 的协议

1.ARP缓存

ARP:地址解析协议

2.ARP的流程

2.1 ARP缓存是否存在

  • Windows系统MAC地址:用短横线 - 分隔 例: XX-XX-XX-XX-XX-XX

  • Linux/手机类系统MAC地址:用冒号 : 分隔 例: XX:XX:XX:XX:XX:XX

3.ARP协议

已知IP地址,查对方的MAC地址,查过一次后直接保留,方便下次查看

❌ 原错误:ARP不含IP地址

✅ 正确:ARP协议报文本身就携带IP地址和MAC地址,ARP的本质就是做「IP ↔ MAC」的地址映射解析。

3.1 ARP 工作原理

(1) 主机先看自己的 ARP 缓存表

电脑里有一张小表: IP 对应 MAC

要是已经存过,直接拿 MAC 用,不用再问。

​(2) 如果缓存表里没有 → 发 ARP 广播

对着整个局域网大喊:

"谁是 192.168.1.100?请把你的 MAC 地址告诉我!"

​(3) 全网所有设备都收到广播

大家比对自己的 IP,只有 IP 匹配的那台设备会回应。

​(4) 对方发 ARP 单播回复

悄悄告诉你:

"我就是 192.168.1.100,我的 MAC 是 XX-XX-XX-XX-XX-XX"

(5) 你把对应关系存入自己 ARP 缓存

下次再找,直接查表,不用再广播问了

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