什麼是MAC位址？

MAC位址（媒體存取控制位址）是指派給網路介面卡（NIC）的唯一識別碼。它通常以六組兩位兩位十六進制數字表示。 MAC位址在區域網路（LAN）中用於識別設備並確保資料能夠被準確地傳輸到目標設備。

MAC位址的特性：

硬體層面：

MAC位址是硬體層面（資料鏈結層）用來標識網路設備的位址。

固定性：

一般情況下，MAC位址是永久性的，硬體製造商在生產時為每個網路介面卡分配了一個獨特的MAC位址。

區域網路通訊：

MAC位址主要用於區域網路內部通信，當封包在區域網路中傳輸時，設備會使用MAC位址進行識別和轉送。

什麼是IP位址？

IP位址（網際網路協定位址）是分配給網路設備以實現網際網路通訊的邏輯位址。它用於在網路上定位和識別設備。 IP位址有兩種主要版本：IPv4和IPv6。 IPv4位址由四個十進制數表示，而IPv6位址由八組十六進制數表示，

IP位址的特性：

網路層面：

IP位址是網路層（第三層）用來標識設備的位址。

動態性：

IP位址可以是靜態的（永久分配）或動態的（透過DHCP自動分配）。這意味著設備在每次連接到網路時可能會獲得不同的IP位址。

廣域網路通訊：

IP位址用於網際網路和廣域網路通信，確保封包在不同網路之間傳輸時能夠找到目標裝置。

MAC位址和IP位址是如何運作的？

當電腦、平板和智慧型手機連接到家用Wi-Fi網路時，它們各自從路由器取得一個內部網路IP位址。在區域網路內，這個IP位址對每個裝置來說都是獨一無二的，路由器利用這個位址來區分網路中資料傳輸的起點和終點。

這些設備在與網際網路溝通時，路由器會運用網路位址轉換（NAT）技術，讓多個裝置共用一個由網際網路服務供應商指派的公有IP位址。當設備發起外部請求時，路由器會將內部網路IP位址轉換成公網IP位址，並利用NAT表記錄此轉換過程，該表將內部網路IP位址和特定連接埠號碼與公網IP位址關聯起來。這種關聯是至關重要的，因為它使得路由器能夠追蹤每個連接的狀態。

當資料從網際網路返回公網IP位址時，路由器會查詢NAT表以確定這些資料應該傳送給區域網路中的哪個裝置。它會檢查封包頭資訊中的連接埠號，這個連接埠號碼之前與設備的外發請求有關。路由器根據這些訊息，將公網IP位址轉回對應的內網IP位址，因此將接收到的資料正確傳送到目標設備。這個過程讓每個設備都能像直接連接到互聯網一樣進行通信，同時，所有設備共用一個公網IP位址。

MAC位址與IP位址之間的區別

操作層級：

MAC位址在資料鏈結層發揮作用，用於實現區域網路內部的通訊；而IP位址則在網路層工作，使得設備能夠在網際網路上跨越不同的網路進行連線。

格式：

MAC位址是48位元的十六進位數字，通常分為六組並以冒號隔開；相較之下，IP位址有兩種形式，IPv4位址是32位元的數字，分為四組十進位顯示，而IPv6位址則是128位元的十六進位數字，分為八組。

分配方式：

MAC位址是設備出廠時永久賦予網路介面卡的位址，是一種實體位址；IP位址則可以由管理員靜態指定，或由DHCP伺服器動態分配。

用途：

MAC位址對於網路內資料包的局部傳輸至關重要；IP位址則用於識別設備，並保證資料包在整個網際網路中正確路由。

應用範圍：

MAC位址僅在區域網路內部有效和使用，不會跨過路由器；而IP位址則用於全球範圍的通信，能夠穿越多個網路。

可見性與傳播：

在封包的傳輸過程中，MAC位址主要在其原始網路中使用並可見，經過路由器時會發生變化；但IP位址則從起點到終點保持不變。

可更改性：

雖然MAC位址通常和設備硬體固定關聯，但它可以被偽造；相對而言，IP位址更加靈活，可以輕鬆更改或重新指派。

衝突解決：

由於MAC位址有獨特的製造商分配，MAC位址衝突極為罕見；而IP位址衝突相對較常見，但可以透過網路重新配置或使用DHCP來解決。

MAC位址和IP位址在網路中各自扮演著不同的角色，雖然它們都用於設備的識別，但在功能、結構和使用場景上有著顯著的差異。了解這些差異不僅有助於網路的管理和維護，也為我們在數位世界中的操作提供了重要的基礎知識。透過深入理解這兩個身分標識，我們能夠更能保障網路安全、優化網路效能，並提升我們的網路使用體驗。