计算机网络——IP、MAC、ARP

一、IP地址

1. 什么是IP地址？

IP地址（Internet Protocol Address）是互联网中设备的唯一逻辑标识符，类似于现实生活中的“门牌号”。它分为 IPv4（32位，如 192.168.1.1）和 IPv6（128位，如 2001:0db8::1）两种版本。

2. IP地址的作用

• 设备标识：在互联网中唯一标识一台设备。

• 路由寻址：帮助数据包找到从源设备到目标设备的传输路径。

• 网络分段：通过子网掩码划分网络，优化管理。

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3. 在Windows中查看与配置IP地址

查看IP地址

1. 打开命令提示符（Win + R → 输入 cmd）。

2. 输入命令：ipconfig

   在输出中查找 IPv4 Address 或 IPv6 Address。

配置IP地址

1. 打开“网络和共享中心” → 选择当前连接的网络 → 点击“属性”。

2. 双击 Internet 协议版本 4 (TCP/IPv4)。

3. 选择 使用下面的IP地址，手动输入IP、子网掩码和默认网关。

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4. 未手动配置IP地址为何能上网？

设备默认启用 DHCP（动态主机配置协议），会自动从路由器或运营商服务器获取以下信息：

• IP地址

• 子网掩码

• 默认网关

• DNS服务器地址
  这一过程称为 动态IP分配，无需用户手动配置。

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二、端口

1. 什么是端口号？

端口号是网络通信中应用程序的“逻辑通道”，范围 0~65535。

• 知名端口：0~1023（如 HTTP 的 80、HTTPS 的 443）。

• 动态端口：1024~65535（临时分配给客户端程序）。

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2. 测试特定端口是否通

使用 telnet 或 nc 命令（需确保工具已安装）：

telnet 目标IP 端口号 # 或 nc -zv 目标IP 端口号

• 若返回 Connected，表示端口开放。

• 若返回 Connection refused，表示端口关闭或被防火墙拦截。

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三、MAC地址

1. 什么是MAC地址？

MAC地址（Media Access Control Address）是设备的物理地址，固化在网卡中，格式为 00-1A-2B-3C-4D-5E（48位十六进制数）。

2. MAC地址的作用

• 局域网通信：在数据链路层直接标识设备。

• ARP协议依赖：通过MAC地址实现IP到物理地址的映射。

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3. 查看MAC地址

Windows

ipconfig /all # 或在命令提示符输入： getmac

Linux/macOS

ifconfig # 或 ip link show

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四、数据包如何传给下一个节点？——ARP协议

1. 什么是ARP？

ARP（Address Resolution Protocol）用于将 IP地址 解析为 MAC地址，实现局域网内设备通信。

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2. ARP工作流程

1. ARP请求：源设备广播询问：“谁的IP是 192.168.1.20？请告诉 192.168.1.10”。

2. ARP响应：目标设备单播回复：“IP 192.168.1.20 的MAC地址是 00-1A-2B-3C-4D-5E”。

3. 更新ARP缓存：源设备将IP-MAC映射存入本地ARP表，后续通信直接使用。