关于网络接口的基本概念问题

网络工程 ip IPv4 MAC地址 IP地址 界面
2022-02-22 16:45:38

我有一些基本问题,因为我试图更好地理解网络接口的概念。

  1. 网络接口是否与网络接口卡 (NIC) 相同?如果不是,有什么区别。
  2. NI 的唯一标识符是什么?(是IP地址吗)
  3. NIC 的唯一标识符是什么?(是MAC地址吗)
  4. NI 和 NIC 之间是 1:1 还是 1:N 或 M:N 的关系?
  5. NI和IP地址之间是1:1还是1:N或M:N关系(MAC地址相同)
  6. NIC和IP地址之间是1:1还是1:N或M:N关系(MAC地址相同)
  7. 同一网络中的2台主机可以具有相同的IP地址吗?
2个回答

网络接口卡可以有一个或多个网络接口。

网络接口没有特定的外部唯一标识符。如果接口使用 MAC 寻址,则 MAC 寻址在本地广播网络中必须是唯一的。在某些情况下可以重复使用 IP 寻址。例如,大多数私有网络使用私有 IPv4 寻址,并且这些网络中的每一个都可能在多个网络中拥有具有相同地址的主机。

每个接口都有自己的 MAC 地址,假设它用于使用 MAC 地址的协议(并非所有协议都使用 MAC 地址)。有时,可以捆绑多个地址以对多个接口使用单个 IP 地址,并且可以将某些接口配置为使用子接口,其中每个子接口都有自己的 IP 地址。此外,IPv6 几乎总是在单个接口或子接口上有多个 IP 地址。

同一网络中的两台主机可以配置相同的 IP 地址,但这会导致实际问题。

今天,“NIC”最常代表网络接口控制器——许多 NIC 嵌入在主板上,不一定在扩展卡上。后者只是一个或多个实际接口的载体;双端口和四端口卡很常见。

每个接口是 a) 一个物理层组件 (L1),用于对数据进行编码和连接电缆,以及 b) 一个数据链路层组件 (L2),用于处理成帧和寻址(如果需要)。

唯一标识符可能是它的(可能是 MAC)地址,但有时它只是一个物理端口(例如,用于串行接口)。

使用 MAC 寻址时,接口具有一个默认(“硬件”)地址,但可以配置为使用多个地址。因此,interface-MAC 关系通常是 1:1,但也可能是 1:N。

IP 寻址 (L3) 位于 L2 之上(不是 NIC 的一部分,而是操作系统堆栈的一部分)。每个 IP 地址都映射到一个 MAC 地址,但可能有多个 IP 地址可以映射一个公共 MAC 地址(当它们使用相同的接口时)。同样,MAC-IP 关系通常是 1:1,但也可能是 1:N。

总之,没有两台主机可以使用相同的 IP 地址(在同一子网内),因为这会违反 MAC-IP 关系或接口-MAC 关系(具有重复的 MAC)。

重复 IP 寻址可用于具有各种变通方法(尤其是 NAT)的路由网络,但出于显而易见的原因,应该不惜一切代价避免这种情况。