谈到计算机网络,什么是逻辑地址和物理地址?

网络工程 ipv4 ipv6 MAC地址
2021-08-01 05:19:23

当涉及到计算机内存时,我理解逻辑地址和物理地址的概念。也就是说,物理地址是实际地址,逻辑地址是应用程序认为的地址。位于应用程序和物理内存之间的操作系统在程序内存和物理内存之间进行转换。

就网络而言,这相当于什么?

从我读过的内容来看,IP 地址是逻辑地址,而 MAC 地址是物理地址。这究竟是什么意思?当我向某个 IP 地址发送内容时,我实际上是在发送给某个翻译器,该翻译器知道我要发送到哪个 MAC 地址?这是否意味着在任何给定时间,每个在线 MAC 都分配给一个,并且只有一个 IP 地址?

能否请你澄清和解释,最好是一个例子。

4个回答

不要试图将网络与计算机硬件进行比较。虽然在某些情况下这可能会有所帮助,但它是将苹果与橙子进行比较,显然在这种情况下会引起一些混乱。我认为最好只举一个简单的例子来说明它们的不同用法。

假设您的计算机 (192.168.10.1) 想要与主机 (10.1.1.10) 通话。在这种情况下,10.1.1.10 是您尝试发送流量的逻辑目标或地址。

但是,您的计算机不知道该服务器的 MAC 或物理地址,也不知道如何获取逻辑地址。但是它确实有一个默认网关,并且知道 10.1.1.10 不在本地子网上。因此,它将流量发送到具有逻辑目的地 10.1.1.10 和网关路由器接口的物理目的地的网关路由器。

该路由器将看到流量的逻辑地址绑定到另一台主机,并将查找它需要发送此流量的位置,这表明 router2 是下一跳。然后它将物理目的地更改为 router2 的接口并转发流量。

Router2使用IP地址10.1.1.10直接连接到服务器,因此它将物理目的地更改为服务器的MAC地址并再次转发流量。

路径上可以有许多额外的路由器,但在整个过程中,逻辑目标地址保持不变,而物理目标发生变化。对于沿路由的源逻辑/物理地址也是如此。

您需要记住 MAC 地址不会超出路由器,而 IP 地址可以。

在通往最终目的地的每一跳中,MAC 地址被剥离并替换为设备自己的 MAC 地址。

大多数设备将采取几个基本步骤来确定如何处理数据:

  1. 设备查看目标 IP 地址,并将其与自己的 IP 地址和子网掩码进行比较,以确定 IP 是本地的还是远程的。

  2. 如果地址是本地地址,系统会查询其 ARP 表以获取该 IP 的 MAC 地址。如果 IP 是远程 IP,它会查询其 ARP 表以获取默认网关(路由器)的 MAC 地址。

  3. 如果 ARP 表中没有条目,则它会发送硬件广播,向 IP 所有者请求 MAC 地址。“谁拥有 192.168.0.100?” (本地)或“谁拥有 192.168.0.1?” (默认网关)。

  4. 一旦确定下一跳的 MAC 地址,设备就会将数据包发送到该 MAC 地址。即:8.8.8.8 是远程的,所以数据包保持标记为 8.8.8.8 但被发送到 192.168.0.1 的 MAC 地址以路由到互联网。

在通往最终目的地的途中的每一跳中重复这些步骤,直到最终路由器确定 IP 地址是本地的。这意味着路由器的 ARP 表/广播具有映射到该 IP 的 MAC 地址,因此不需要继续路由它。

为了更好地传达这个想法,这已经稍微简化了。


要解决您问题的一些具体问题:

  • 不需要 MAC:IP 的 1:1 映射。单个 MAC 地址可以拥有任意数量的 IP。

  • “翻译器”要么是您自己的计算机(如果是本地的),要么是离目的地最近的路由器(对他们来说是本地的)。请参阅地址解析协议

  • 虽然 MAC 地址应该是唯一的,但它们只需要在第 2 层网段中是唯一的。理论上,互联网上的每台计算机都可以具有相同的 MAC 地址,前提是它们都在不同的网络上。

我希望您在阅读本文后不会感到困惑。

把网络想象成邮政服务。我将我的信件地址发送为

名称街道城镇/城市国家邮政编码/邮政编码

我还包括

发件人姓名街道等...

这是信件采用的逻辑路由的IP地址

mac 地址是邮寄这封信的邮政服务方式

发件人之家 - 邮箱

邮政信箱 - 货源分拣办公室

当地分拣办公室 - 主要分拣办公室

主要分拣办公室至 - 目的地分拣办公室

目的地分拣办公室 - 目的地首页

这是网络中逻辑寻址和物理寻址的概念。

逻辑只是源和目标。

物理是如何交付它。

媒体访问控制 (MAC) 地址是指示从/向您发送数据的物理地址的地址。这个地址一直都是一样的。例如,无论您向 Bob 还是 Alice 发送消息,您的计算机、移动设备或任何其他设备的 MAC 地址始终相同。

每个节点的 Internet 协议 (IP) 地址都不同。例如,如果您要向 IP 为 10.61.1.100 的 Bob 发送消息。您的数据将通过路由器、节点等不同设备发送给 Bob,每次您的目标地址都会更改,这将是下一个节点的地址。

有关详细信息,我建议你读的书“数据通信和网络的forouzan。 https://hasdiputra.files.wordpress.com/2014/09/data-communication-and-networking-by-behrouz-a-forouzan-第 4 版.pdf

还有一件事,每次当您通过调制解调器或任何其他方法更改 Internet 连接时,您都会看到您的 IP 地址每次都会更改,而您的 MAC 地址将始终相同。

所以我想现在你对逻辑和物理地址的怀疑现在很清楚了。