MAC地址和IP地址之间的联系与区别

MAC地址和IP地址的不同

联系

每一台主机有一个固定的MAC地址，可以理解成这台主机出厂就具备了该物理地址，就好比人的身份证号，每个人都有自己唯一的身份证号。
IP地址并不是主机唯一的，我们知道IP地址有公有IP地址和私有IP地址之分。其中公有地址是由 国际互联网代理成员管理局(IANA)统一管理分配的，例如我们搭建了一个网站，希望能被所有地方的人访问到，则需要去购买一个公有的IP地址；私有IP地址则是在局域网内部，比如教研室、宿舍、办公室等大家的IP地址（可通过接入设备，以一个共同的公网IP而连接外网），例如常用的192.168.0.1、192.168.0.2等。
IP 地址是基于逻辑的，比较灵活，不受硬件的限制，也容易记忆。而 MAC地址在一定程度上与硬件一致，是基于物理的，能够标识具体的网络节点。这两种地址各有优点，使用时也因条件不同而采取不同的地址。
大多数接入Internet的方式是把主机通过局域网组织在一起，然后再通过交换机或路由器等设备和 Internet 相连接。这样一来就出现了如何区分具体用户，防止 IP地址被盗用的问题。由于IP地址只是逻辑上的标识，任何人都能随意修改，因此不能用来具体标识一个用户。而 MAC地址则不然，它是固化在网卡里面的。从理论上讲，除非盗来硬件即网卡，否则一般是不能被冒名顶替的。基于 MAC 地址的这种特点，因此局域网采用了用MAC地址来标识具体用户的方法 。
在具体的通信过程中，通过交换机内部的交换表把 MAC地址和 IP 地址一一对应。当有发送给本地局域网内一台主机的数据包时，交换机首先将数据包接收下来，然后把数据包中的 IP 地址按照交换表中的对应关系映射成 MAC地址，然后将数据包转发到对应的 MAC地址的主机上去。这样一来，即使某台主机盗用了这个 IP 地址，但由于此主机没有对应的 MAC地址，因此也不能收到数据包，发送过程和接收过程类似 。
所以，无论是局域网，还是广域网中的计算机之间进行通信时，最终都表现为将数据包从某种形式的链路上的一个初始节点出发，从一个节点传递到另一个节点，最终传送到目的节点。数据包在这些节点之间的传递都是由 ARP（Address Resolution Protocol：地址解析协议）负责将IP地址映射到 MAC地址上来完成的。
身份证就是用来证明一个人的身份。平日身份证的作用并不是很大，但是到了有的关键时刻，必须有身份证来说明一个人的一切。那么，IP地址与MAC地址绑定，就如同在日常生活中一个人与身份证的关系。因为，IP地址可以随意的，但MAC地址是唯一说明IP地址身份的。例如，为防止IP地址被盗用，通常交换机的端口绑定（端口的MAC表使用静态表项），可以在每个交换机端口只连接一台主机的情况下防止修改MAC地址的盗用，如果是三层设备还可以提供交换机端口、IP地址和MAC地址三者的绑定

区别：

IP地址和MAC地址相同点是它们都唯一，不同的特点主要有：
对于网络上的某一设备，如一台计算机或一台路由器，其IP地址是基于网络拓扑设计出的，同一台设备或计算机上，改动IP地址是很容易的（但必须唯一），而MAC则是生产厂商烧录好的，一般不能改动。我们可以根据需要给一台主机指定任意的IP地址，如我们可以给局域网上的某台计算机分配IP地址为192.168.0.112 ，也可以将它改成192.168.0.200。而任一网络设备（如网卡，路由器）一旦生产出来以后，其MAC地址不可由本地连接内的配置进行修改。如果一个计算机的网卡坏了，在更换网卡之后，该计算机的MAC地址就变了 。
长度不同。IP地址为32位，MAC地址为48位。
分配依据不同。IP地址的分配是基于网络拓扑，MAC地址的分配是基于制造商。
寻址协议层不同。IP地址应用于OSI第三层，即网络层，而MAC地址应用在OSI第二层，即数据链路层。 数据链路层协议可以使数据从一个节点传递到相同链路的另一个节点上（通过MAC地址），而网络层协议使数据可以从一个网络传递到另一个网络上（ARP根据目的IP地址，找到中间节点的MAC地址，通过中间节点传送，从而最终到达目的网络）

既生瑜何生亮——为什么有MAC地址还要有IP地址呢

同一个网络下的不同主机之间的通信可能很简单，但是由于全世界存在着各式各样的网络，他们使用不同的硬件地址。要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转化工作，因此由用户或用户主机来完成这项工作几乎是不可能的的事。但IP编址就把这个复杂的问题解决了，这个地址是根据IP协议分配的，由于使用同一个协议，所以它直接屏蔽物理地址之间的差异。连接到互联网的主机只需要各自拥有一个唯一的IP地址，不同ip地址之间的通信就像连接在同一个网络那么简单方便。因为ARP是由计算机软件自动进行的，对用户来说是看不见这种调用过程的。

参考链接：

https://baike.baidu.com/item/MAC地址/1254181
https://blog.csdn.net/weixin_39138071/article/details/89419855