摘要：其实，网络通信的底层逻辑，全靠三个核心角色在硬扛——MAC地址、IP地址、子网掩码。它们一个负责找人、一个负责定位、一个负责划分边界，像三根支柱，把整个网络世界撑了起来。
号主：老杨丨11年资深网络工程师，更多网工提升干货，
很多刚入行的朋友一脸懵：为啥网络能通？数据到底是怎么从我电脑发到服务器上的？是不是有“魔法”？
其实，网络通信的底层逻辑，全靠三个核心角色在硬扛——MAC地址、IP地址、子网掩码。它们一个负责找人、一个负责定位、一个负责划分边界，像三根支柱，把整个网络世界撑了起来。
你要是想真正搞懂网络，哪怕不当网工，这仨也是你必须掌握的“基本功”。
搞清楚它们，就能彻底打通从网卡、局域网到广域网的逻辑链路，不再被“连不上网”、“网速慢”、“ARP冲突”这些问题折腾得脑壳疼。
一、MAC地址到底是个啥？
MAC，全称是 Media Access Control Address，中文叫“媒体访问控制地址”，也有人管它叫物理地址、硬件地址。
它其实就是你网卡（或者无线网卡）自带的一段全球唯一的编号，格式是这样的：
A4-5E-60-2B-3F-1C（Windows 显示）
a4:5e:60:2b:3f:1c（Linux 显示）
一个设备只要连网，它身上就一定有MAC地址！
✅ 全球唯一性：MAC是厂商在出厂前烧录进去的，像身份证一样不能重复（理论上）。✅ 局域网通信靠它定位：不管是你刷网页还是打游戏，只要在一个局域网内通信（比如和网关说话），靠的就是MAC地址来找人。二、MAC地址是怎么用起来的？
举个场景你就明白了：
你在浏览器输入一个网址，最终你的电脑要先找到局域网里的网关（一般是路由器）才能出去上网。
可问题来了，你只知道网关的IP地址，那它的MAC地址你怎么知道？
这时候就得靠我们的“网络侦探”——ARP协议登场了。
你电脑发出“广播”（ARP请求）：谁是192.168.1.1啊？快告诉我你的MAC！路由器收到后回应：我！我是192.168.1.1，我的MAC是xx-xx-xx-xx-xx-xx你电脑记住了这个MAC地址，之后就不再问，直接找MAC发数据了。三、MAC地址实战操作
怎么查看自己电脑的MAC地址？
Windows：
ipconfig /all找“物理地址”一栏，就是你网卡的MAC地址。
Linux：
ifconfig或者
ip link抓包分析中的MAC地址
用 Wireshark 抓包时你会看到类似这样的信息：
Source: A4:5E:60:2B:3F:1C
Destination: 00:1D:7E:4C:5F:20
你能看懂这两行，排错能力直接升级一档。
四、常见的 MAC 地址相关问题
理论上不会，但在实际工作中，如果你用了虚拟机、手动改了MAC、或者公司用某种软件克隆网卡信息，就可能冲突。
一旦冲突，网络通信就容易出问题，比如：
局域网内断网抓包发现不停有人发 ARP 包抢地址出现 MAC地址“漂移”可以改！但要小心用。
Windows： 打开网卡设置 → 属性 → 高级 → Network Address 里手动填写。Linux：ip link set dev eth0 address xx:xx:xx:xx:xx:xx很多做网络攻防、测试、环境仿真都会这么干。
五、关于MAC地址的小知识点
一、IP地址是啥？
IP 地址的全称是 Internet Protocol Address，中文名“互联网协议地址”。
通俗理解就是给设备在网络里分配的一个编号，就像现实生活中的门牌号，用来让别人准确找到你。
常见的 IPv4 地址长这样：
192.168.1.100
它是由 4 组十进制数字组成，每组 0~255，用点号隔开。
✅ IP地址=门牌号，负责定位设备。✅ 不同于MAC地址的硬编码，IP地址是可以变的，支持动态分配（DHCP）。✅ 网络通信要先看你“门牌号”（IP），确定是不是一个小区（网段），然后才找你的MAC。二、IP地址的组成结构
其实一个 IP 地址并不只是个数字，它其实分为两部分：
网络地址 + 主机地址
比如：
IP：192.168.1.100
子网掩码：255.255.255.0
就表示：
前 3 段（192.168.1）是网络地址最后一段（100）是主机地址也就是说，你和192.168.1.101是一个网段的，但跟192.168.2.1不是。
这个划分标准，靠的就是“子网掩码”，咱们下一部分会专门讲。
三、IP地址是怎么用起来的？
继续刚才那个浏览网页的例子：
你输入网址，先通过 DNS 得到目标网站的 IP 地址。判断你自己的 IP 和目标 IP 是否在一个网段。如果在同一个网段，就直接走 MAC 地址通信。如果不在同一网段（通常不在），就发给默认网关，由网关负责“转发”。这时候，IP就起到了“全局定位”的作用。
四、IP地址的分类
五、IP地址实战操作
怎么查看自己电脑的IP地址？
Windows：
ipconfigLinux：
ip addr怎么判断两台电脑是不是同一网段？
举个例子：
A主机：192.168.1.10/24B主机：192.168.1.50/24子网掩码都是255.255.255.0，那说明这俩设备同一个网段，可以直接用ARP找MAC通信。
六、排错场景实战
问题：Ping 网关超时怎么办？
先 ipconfig 看自己 IP 地址合不合法；再检查子网掩码是不是配置错了，导致IP变成了跨网段；最后检查网线、水晶头、网卡、交换机口是不是物理层出问题。实战经验： 排查“Ping 不通”，要一级一级排，最底层看物理链路，其次是IP设置、网关地址、路由配置……
03 子网掩码：网络的“裁剪器”，判断同网段还是异网段就靠它！一、子网掩码是啥？
很多人看到 IP 地址后，脑袋里是一串数字，比如 192.168.1.10，但这串数字背后怎么知道哪些是网络位？哪些是主机位？
就得靠它的“搭档”——子网掩码。
子网掩码的作用就是：
用来 划分网络和主机，
判断两台设备是否在同一个网段。
子网掩码看起来像 IP 地址，比如：
255.255.255.0但它不是 IP！
它的本质是一串连续的1和0，用来标识“前面是网络位，后面是主机位”。
二、子网掩码的计算规则
搞懂子网掩码的作用，就要理解这句经典公式：
IP地址 & 子网掩码 = 网络地址
来个例子：
这就意味着，凡是网络地址是 192.168.1.0 的设备，都在同一个网段。
再来一台设备：
| IP地址 | 192.168.2.10 | | 子网掩码 | 255.255.255.0 | | 网络地址 | 192.168.2.0 |
那就说明，它们两个不在一个网段，直接通信不了，必须经过网关。
三、子网掩码怎么写？
子网掩码通常有两种表示方法：
点分十进制写法255.255.255.0CIDR表示法（斜杠记法）/24
/24 就代表前24位是“1”，也就是：
11111111.11111111.11111111.00000000
换成十进制就是：
255.255.255.0
四、子网划分的实战技巧
很多时候，我们在公司要把一个大的网络拆成几个小网段，这就要“子网划分”。
一个公司有 1 个 B 类 IP 段：172.16.0.0/16，但部门太多，得拆成每个部门 50 台设备的小网段。
怎么做？
我们需要划分子网：
每个网段要容纳 50 台设备 ➡ 至少 6 位主机位（2⁶=64）所以网络位得有 32-6 = 26 位 ➡ 也就是 /26子网掩码就是：255.255.255.192你可以划分出多个这样的网段：
172.16.0.0/26
172.16.0.64/26
172.16.0.128/26
...
每个子网 64 个地址（减掉1个网络地址和1个广播地址），还能用 62 个。
是不是很实用？很多网工面试题也会考这个思路。
五、如何判断两个IP是否在同一网段？
照着下面步骤走一遍：
1. 取两个 IP 地址
A: 192.168.1.10
B: 192.168.1.20
子网掩码: 255.255.255.0
2. 对两个 IP 和子网掩码做按位与
A: 192.168.1.10 → 网络地址：192.168.1.0
B: 192.168.1.20 → 网络地址：192.168.1.0
一样，所以在一个网段。
如果结果不一样，就是不同网段，不能直接通信。
六、子网掩码相关的面试/实操常见问题
Q1：如果两台电脑 IP 配置都对了，但互Ping不通，是不是子网掩码问题？
答：有可能。很多人 IP 没问题，结果子网掩码错配，导致设备“误判”对方在另一个网段，就走不通了。
Q2：能用手动子网划分避免广播风暴吗？
答：当然可以。合理的子网划分能把广播域做小，避免不必要的广播干扰，是大型网络设计的重要手段。
网工的基本功，永远值得打磨。
很多人一上来就想学高级技术、干大项目，结果一遇到网络通信问题就两眼一抹黑，连个ping都不会分析。
其实不管你想往数通、安全、云计算哪个方向发展，这仨东西——MAC、IP、子网掩码，就是你往上爬的地基。
你看得懂抓包里的MAC/IP，你知道不同子网之间咋通信，你能快速排查一个“无法上网”的问题……这才是一个网工该有的基本素养。
下一次别再问“为啥要有MAC和IP”了，掌握这三大基石，才是真正走上了网工修炼的正道！
来源：网络工程师俱乐部一点号
