IP地址、MAC地址及端口

概述：

• IP 是地址，有定位功能（网与网的通讯）     （在逻辑上唯一标识一台电脑）（网络层）
• MAC 是身份证，无定位功能（在子网干活）（在物理上唯一标识一台电脑） （链路层）

首先是如何查看ip地址的问题：

Windows：ipconfig

Linux：ifconfig 、ip addr

#Linux下ip addr的内容
root@test:~# ip addr
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP group default qlen 1000
    link/ether fa:16:3e:c7:79:75 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff # MAC地址
    inet 10.100.122.2/24 brd 10.100.122.255 scope global eth0  #10.100.122.2就是一个IP地址
valid_lft forever preferred_lft forever inet6 fe80::f816:3eff:fec7:7975/64 scope link valid_lft forever preferred_lft forever

在利用TCP/IP协议族进行通信的时候，有三个比较关键的确认身份的信息：mac地址、IP地址和端口号。

• IP地址：（基于计算机或路由器）在网络层的IP头部里，用于识别网络中互联的主机和路由器，其实主要是确认子网，通过子网掩码确认某个IP地址所在的子网，而后再在子网内部确认mac地址就能找到准确的用户了。
• MAC地址：（基于网卡或路由器）在数据链路层包裹在以太网头部中的，它主要用来识别同一个链路中的不同计算机。Mac地址即网卡号，每块网卡出厂的时候，都有一个全世界独一无二的 MAC 地址，长度是 48 个二进制位，通常用 12 个十六进制数表示。
• 端口号：在传输层包含在TCP/UDP头部中的，用于识别应用程序。一台主机上能运行多个程序，那么接收到的消息到底是哪个程序的呢？就需要端口号来确认。
• 端口号有两种：

• • 　　固定的端口号，是形如http,telnet,ftp等广为使用的应用协议所使用的端口号是固定的
  • 　　动态分配的端口号，这个时候服务端要确定监听端口号，接受服务的客户端没必要确定端口号

端口

端口是应用层的概念，每个应用程序（进行网络通信）都占用自己的端口

端口号由传输层协议决定，因此不容传输协议可以使用相同的端口号，所以TCP和UDP可以使用同一个端口号

通过端口发送给应用程序

端口号用16位2进制数来表示。取值范围0~65535，分为两种端口：

知名端口：0~1023（系统应用程序服务所占用）

FTP服务：21

HTTP服务：80、443

动态端口：1024~65535（自己安装的应用程序/服务占用）

MySQL：3306

Redis：6379

FeiQ：2425

问题：现在很多工具都可以更改本机的MAC地址，也就是网络上存在很多MAC地址被更改成一样的，然而并没有出现通讯异常或者混乱这是为什么？
回答：MAC在一个局域网内冲突才会影响网络通讯，局域网外是通过IP定位，所以不同局域网的网络设备MAC一样是不会有通讯问题的。

IP详细补充

根据网络号的前几位不同，把IP地址分为5类：

目前IP技术可能使用的IP地址最多可有4,294,967,296个（即2³²）。

n 表示该二进制位是网络位    H 表示该二进制位是主机位    X 表示该二进制位无特定作用

A类地址：第一位为0，网络号长度是8-1=7位，主机号地址长度是24位。地址范围：0.0.0.0~127.255.255.255
  0.  0.  0.  0 = 00000000.00000000.00000000.00000000
127.255.255.255 = 01111111.11111111.11111111.11111111
                  0nnnnnnn.HHHHHHHH.HHHHHHHH.HHHHHHHH
B类地址：前两位为10，网络号长度是16-2=14位，主机号长度16位。地址范围：128.0.0.0~191.255.255.255
128.  0.  0.  0 = 10000000.00000000.00000000.00000000
191.255.255.255 = 10111111.11111111.11111111.11111111
                  10nnnnnn.nnnnnnnn.HHHHHHHH.HHHHHHHH

C类地址：前三位为110，网络号长度为24-3=21位，主机号长度8位。地址范围：192.0.0.0~223.255.255.255
192.  0.  0.  0 = 11000000.00000000.00000000.00000000
223.255.255.255 = 11011111.11111111.11111111.11111111
                  110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.HHHHHHHH

D类地址：前四位为1110，后面不区分网络号和主机号。用于进行多播或广播
224.  0.  0.  0 = 11100000.00000000.00000000.00000000
239.255.255.255 = 11101111.11111111.11111111.11111111
                  1110XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX

E类地址：后面不区分网络号和主机号，预留，现在没用了（出了IPV6）
240.  0.  0.  0 = 11110000.00000000.00000000.00000000
255.255.255.255 = 11111111.11111111.11111111.11111111
                  1111XXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX.XXXXXXXX

C类地址中，在一个局域网（网络号相同）内，最多能同时存在多少台机器？256台
B类地址中，在一个局域网（网络号相同）内，最多能同时存在多少天机器？65536台
A类地址中，……
另外，在A、B、C地址中，有一个小范围：
10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.16.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255
这个范围之内的IP地址用来做私有IP
这些地址是不能联网的，能上网的IP叫公有IP
 
还有一个127.0.0.1~127.255.255.255，用于回路测试。以确保自己的电脑身上的网络相关的功能是正常的。

学习参考资料：

IP地址和MAC地址的本质区别

mac地址、ip地址和端口号

集线器、交换机、路由器的区别