为什么要使用IP地址和MAC地址两种地址

IP地址（Internet Protocol Address）和MAC地址（Media Access Control Address）是计算机网络中两种不同的地址类型，它们各自有不同的功能和用途。

IP地址是在网络层使用的逻辑地址，用于标识网络中的设备和数据包的源和目的地。IP地址是由网络管理员分配给设备的，它是唯一的，并且可以根据需要更改。IP地址可以分为IPv4和IPv6两个版本，其中IPv4地址由32位组成，而IPv6地址由128位组成。

IP地址的主要功能是实现设备之间的通信和数据传输。它们允许在网络上唯一标识和寻址设备，使数据包能够正确地路由和传递到目标设备。IP地址还允许设备之间建立连接，通过互联网进行远程通信。

然而，IP地址只在网络层起作用，而在数据链路层需要使用MAC地址。MAC地址是由网络接口卡（NIC）分配给每个网络设备的物理地址，它是全球唯一的，并且与设备的网卡硬件密切相关。MAC地址由48位二进制数表示，通常以十六进制形式表示。

MAC地址的作用是在局域网中唯一标识网络设备。它在数据链路层上使用，用于在局域网中直接发送和接收数据包。当数据包在局域网中传输时，它们被封装在以太网帧中，并包含源和目的MAC地址。这样，交换机和网桥等网络设备可以使用MAC地址来识别和转发数据包，而无需依赖IP地址。

因此，IP地址和MAC地址在网络中扮演着不同的角色。IP地址用于在全球范围内唯一标识和路由设备，实现设备之间的逻辑通信。MAC地址用于在局域网中唯一标识设备，实现设备之间的物理通信。通过结合使用这两种地址类型，计算机网络可以实现全局互联和本地通信的目标。

当你使用互联网浏览网页时，IP地址和MAC地址之间的关系可以用以下示例说明：

假设你的计算机（设备A）连接到一个局域网，并且该局域网通过路由器连接到互联网。你想要浏览一个网站，比如www.example.com。

1. 设备A首先需要知道目标网站的IP地址。你可以在浏览器中输入网站的域名（www.example.com），然后浏览器会使用DNS（Domain Name System）服务将域名解析为IP地址。例如，DNS可能会返回一个IP地址，比如192.0.2.10。

2. 一旦设备A获得了目标网站的IP地址，它会创建一个包含源IP地址（设备A的IP地址）和目标IP地址（192.0.2.10）的数据包。

3. 设备A需要将数据包发送到路由器，以便进一步传输到互联网。这时，设备A需要使用目标网站的MAC地址。为了确定目标网站的MAC地址，设备A首先会检查它的ARP（Address Resolution Protocol）缓存，看是否有对应的MAC地址。如果缓存中没有，设备A会发送一个ARP广播请求，询问局域网上的其他设备：“谁有IP地址为192.0.2.10的设备的MAC地址？”。

4. 目标网站的服务器（设备B）接收到ARP请求后，会回复一个包含自己MAC地址的ARP响应。

5. 设备A收到了设备B的MAC地址后，将目标IP地址和目标MAC地址添加到数据包中，并将数据包发送给路由器。

6. 路由器将数据包转发到互联网上的下一个路由器，直到最终到达目标网站的服务器。

这个过程中，IP地址用于标识数据包的源和目的地，确保数据包能够正确路由到目标设备。MAC地址则在局域网内起作用，用于直接发送和接收数据包，帮助设备在局域网中定位和识别彼此。通过使用IP地址和MAC地址，计算机网络能够实现设备之间的逻辑和物理通信。