【Linux网络】：网络基础（IP地址和MAC地址对应关系，IPv4，IPv6）

前言：

计算机网络是很重要的部分，这篇就对计算机网络基础做一个总结。

1.IP地址和MAC地址对应关系：

开始我以为只能是一个MAC地址只能对应一个IP地址，一个IP地址能对应多个MAC地址。但是现在好像错了。都可以多对多。

IP地址和MAC地址对应关系是动态的，在有的情况下：一个MAC地址可以对应多个IP地址。

1.1多宿主设备

多宿主设备是指：一个设备连接到多个网络或者网络接口。

在这种情况下，一个MAC地址就可以绑定到多个IP地址。

举例：

一个虚拟机主机为不同的虚拟机提供了不同的ip地址，但是这些IP地址都共用一个MAC地址。

1.2虚拟化环境

就像我们买的云服务器一样，有很多的IP，但是用的可能是一个设备，一个MAC地址。

一台云服务器运行多个虚拟机，每个虚拟机都有自己的IP地址。但是他们的网络流量都是通过一个网络网卡发出的，该网卡只有一个MAC地址。

1.3网络地址转换（NAT）

这个就是一个设备可以使用多个IP，在内部有多个IP地址，但是公网IP只有一个。

这些不同的IP地址，通过网络地址转换可能就转换到同一个MAC地址了。

1.4IP地址的动态分配

在不同的地方，设备的IP地址会不一样，但是MAC还是一样的。

1.5IPV6

在ipv6中，有很多的地址，一个设备完完全全可以有多个IP地址。

1.6MAC地址欺骗

用户可以将一个设备绑定不同的ip，因此绕过网络访问控制。

🍊小结：

上面在服务器例子，路由器例子中，都说明了一个MAC地址可以绑定多个IP地址。但是都会对应到一个MAC地址去。

1.然后ipv6本来就可以有多个IP地址。

2.P地址的绑定也是动态的，不同地方的IP是不一样的。

🍇虚拟化环境，🍇宿主设备，🍇NAT转换场景，🍇ipv6，🍇动态连接，🍇MAC地址欺骗。

2.IPv4，IPv6，Mac地址大小

2.1IPv4

大小：32位。（3字节）

IPv4地址是由32二进制组成，以点分十进制形式表示。每一个字节（八个二进制）为一个，然后中间以:分开。

示例：192.168.1.1。 这里的每个十进制数取值范围是 0 - 255 。 IPv4 地址空间理论上包含，约 42.9 亿个地址。（感觉有点少呀）

2.2IPv6

大小：128位。（16字节）

这也太大了吧，根本用不完啊。也是以冒号:分开。中间是16进制表示。

128位/4=32位16进制/8=4个数字。每4个分开。

示例：2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 。 为简化表示，可省略每个 16 位组中的前导 0，连续的全 0 组还可用双冒号 “::” 代替，但在一个地址中双冒号只能出现一次 。 IPv6 的地址空间极其庞大。

2.3MAC地址

大小：48位（6字节）

示例：00:16:3e: 25:4f:6a 。 前 6 个十六进制数字（即前 3 个字节）代表网络设备制造商的标识符。 后 6 个十六进制数字（后 3 个字节）由制造商自行分配，用于标识该制造商生产的某个网络接口。

3.数据链路层会同时对报头报尾进行封装

其他的都是头部封装。TCP/UDP头部，IP头部。

以太网头部，以太网尾部。

数据链路层接收来自网络层的数据包，将其作为数据部分，然后在前面添加报头（Header），在后面添加报尾（Trailer），共同构成数据帧（Frame）。 以最常见的以太网数据帧为例，其报头包含目的 MAC 地址、源 MAC 地址、类型等字段。 报尾包含用于差错检测的帧校验序列（FCS，Frame Check Sequence）字段。

4.不同的协议层对数据有不同的称谓

🍉在传输层叫段（segment）。

🍉在网络层叫报（datagram）。

🍉在数据链路层叫帧（frame）。