¿Por qué necesitamos resolver la dirección IP en una dirección MAC para lograr la transmisión de datos? Cómo realizar geocodificación
1. Dirección IP
Creo que todo el mundo está familiarizado con la dirección IP, que se refiere a la dirección de 32 bits asignada al host mediante el protocolo TCP/IP. Una dirección IP consta de cuatro grupos de 8 bits separados por puntos. Por ejemplo, 192.168.0.1 es una dirección IP. Este método de escritura se denomina formato decimal con puntos. Una dirección IP consta de dos partes: una dirección de red y una dirección de host. La cantidad de bits asignados a estas dos partes varía según la clase de dirección (Clase A, Clase B, Clase C, etc.). Las direcciones de red se utilizan para el enrutamiento, mientras que las direcciones de host se utilizan para encontrar un host individual dentro de una red o subred. Una dirección IP permite enrutar datos desde una dirección de origen a una dirección de destino.
2. Dirección MAC
En cuanto a la dirección MAC, dado que no tenemos contacto directo con ella, es posible que no todos la conozcan. En el modelo de referencia del protocolo de red de 7 capas OSI (Open System Interconnection, Open System Interconnection) (capa física, capa de enlace de datos, capa de red, capa de transporte, capa de sesión, capa de presentación, capa de aplicación), la segunda capa es el enlace de datos. Capa de carretera (enlace de datos). Contiene dos subcapas. La capa superior es el Control de enlace lógico (LLC) y la capa inferior es la capa MAC (Control de acceso a medios) que mencionamos anteriormente, que es la capa de control de acceso a los medios. Los llamados medios se refieren a los diversos entornos físicos a través de los cuales se transmiten las señales. Los medios de red de uso común incluyen cables (como pares trenzados, cables coaxiales, fibras ópticas), microondas, láseres, infrarrojos, etc. A veces, los medios también se denominan medios físicos. La dirección MAC también se denomina dirección física, dirección de hardware o dirección de enlace. Está escrita dentro del hardware cuando la produce el fabricante del equipo de red. Esta dirección no tiene nada que ver con la red, es decir, no importa dónde esté conectado a la red el hardware con esta dirección (como una tarjeta de red, concentrador, enrutador, etc.), tendrá la misma dirección MAC. La dirección MAC generalmente no se puede cambiar y el usuario no puede configurarla usted mismo.
3. La longitud, el método de representación, el método de asignación y la unicidad de la dirección MAC.
La longitud de la dirección MAC es de 48 bits (6 bytes), generalmente expresada como 12 16 hexadecimal. número, cada dos números hexadecimales están separados por dos puntos, como por ejemplo: 08:00:20:0A:8C:6D es una dirección MAC, de la cual los primeros 6 números hexadecimales 08:00:20 representan el número del hardware de red fabricante, asignado por IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos), y los siguientes tres números hexadecimales 0A:8C:6D representan un determinado producto de red fabricado por el fabricante (como el número de serie de la tarjeta de red). Cada fabricante de redes debe asegurarse de que cada dispositivo Ethernet que fabrica tenga los mismos primeros tres bytes y los últimos tres bytes diferentes. Esto garantiza que cada dispositivo Ethernet del mundo tenga una dirección MAC única.
4. El papel de la dirección IP y la dirección MAC en Internet
Dado que cada dispositivo Ethernet tiene una dirección MAC única cuando sale de fábrica, ¿por qué necesitamos proporcionar cada Ethernet? ¿Dispositivo con una dirección MAC única? ¿Se debe asignar otra dirección IP al host? En otras palabras, ¿por qué a cada host se le asigna una dirección IP única y por qué es necesario incorporar una dirección MAC única en la producción de equipos de red (como tarjetas de red, concentradores, enrutadores, etc.)? Las razones principales son las siguientes: (1) las direcciones IP se asignan según la topología de la red, no según quién creó la configuración de la red. No es factible basar una solución de enrutamiento eficiente en el fabricante del equipo en lugar de en la ubicación topológica de la red. (2) El equipo es más fácil de mover y reparar cuando hay una capa adicional de direccionamiento. Por ejemplo, si una tarjeta Ethernet se rompe, se puede reemplazar sin obtener una nueva dirección IP.
Si un host IP se mueve de una red a otra, se le puede asignar una nueva dirección IP sin necesidad de una nueva tarjeta de red. (3) Ya sea una red de área local o una red de área amplia, la comunicación entre computadoras se manifiesta en última instancia como la transmisión del paquete de datos desde el nodo inicial a través de algún tipo de enlace, de un nodo a otro y finalmente al destino. . nodo. El movimiento de paquetes de datos entre estos nodos se completa mediante ARP (Protocolo de resolución de direcciones) que se encarga de asignar direcciones IP a direcciones MAC. Tomemos un ejemplo para ver cómo se combinan la dirección IP y la dirección MAC para transmitir paquetes de datos.
Supongamos que un paquete de datos (llamado PAC) se va a enviar en la red desde un host en Beijing (llamado A, dirección IP IP_A, dirección MAC MAC_A) a un host en Washington (llamado B, la dirección IP es IP_B y la dirección MAC es MAC_B). Los dos hosts no se pueden conectar directamente, por lo que el paquete de datos debe pasar por muchos nodos intermedios (como enrutadores, servidores, etc.) durante la transmisión. Suponemos que durante el proceso de transmisión, debe pasar por C1, C2, C3 (. incluyendo Los tres nodos con direcciones MAC son M1, M2 y M3 respectivamente. Antes de enviar el PAC, A primero envía una solicitud ARP para encontrar la dirección MAC M1 del primer nodo intermedio C1 que debe atravesar para llegar a IP_B, y luego encapsula (Encapsulación) estas direcciones en su paquete de datos: IP_A, IP_B, MAC_A y M1. Cuando el PAC se transmite a C1, ARP encuentra la dirección MAC M2 del segundo nodo intermedio C2 por el que necesita pasar en función de su dirección IP de destino IP_B, y luego transmite el paquete de datos con M2 a C2. Y así sucesivamente, hasta que finalmente se encuentre la dirección MAC_B del host B con la dirección IP IP_B y finalmente se transmita al host B. Durante el proceso de transmisión, IP_A, IP_B y MAC_A permanecen sin cambios, mientras que la dirección MAC del nodo intermedio cambia constantemente (M1, M2, M3) a través de ARP hasta la dirección de destino MAC_B.
Con base en lo anterior, podemos concluir que la similitud entre la dirección IP y la dirección MAC es que ambas son únicas. Las principales características diferentes son:
1. en la red, como una computadora o un enrutador, su dirección IP es variable (pero debe ser única), mientras que su dirección MAC es inmutable. Podemos asignar cualquier dirección IP a un host según sea necesario. Por ejemplo, podemos asignar una dirección IP de 192.168.0.112 a una computadora en la LAN o cambiarla a 192.168.0.200. Una vez que se produce cualquier dispositivo de red (como una tarjeta de red, un enrutador), su dirección MAC siempre es única y el usuario no puede cambiarla.
2. Diferentes longitudes. Las direcciones IP son de 32 bits y las direcciones MAC son de 48 bits.
3. La base de asignación es diferente. Las direcciones IP se asignan según la topología de la red y las direcciones MAC se asignan según los fabricantes.
4. Las capas del protocolo de direccionamiento son diferentes. Las direcciones IP se aplican a la tercera capa de OSI, la capa de red, mientras que las direcciones MAC se aplican a la segunda capa de OSI, la capa de enlace de datos. El protocolo de capa de enlace de datos permite pasar datos de un nodo a otro nodo en el mismo enlace (a través de la dirección MAC), mientras que el protocolo de capa de red permite pasar datos de una red a otra (ARP basado en la dirección IP de destino, Encuentre la dirección MAC del nodo intermedio, transmítala a través del nodo intermedio y finalmente llegue a la red de destino).