为啥 IPv4 很快就耗尽了，而 MAC 地址却没有呢

[shrugginG]

其实这个疑问上学期间学习计算机网络就有了，我感觉 TCP/IP 作为数据链路层之上的协议，那 IPV4 应该是晚于 MAC 地址出现的吧，那为啥 MAC 地址一开始就被设置得这么长，足够扩展，而 IPv4 已经耗尽了呢》

[huage]

IPv4 地址和 MAC 地址的耗尽问题有以下几个主要区别：

1.地址空间大小：
IPv4 地址：IPv4 使用 32 位地址，这意味着最多可以提供大约 43 亿个唯一的 IP 地址。这看起来很多，但随着互联网的快速增长，这些地址很快就被分配完了。
MAC 地址：MAC 地址使用 48 位地址空间，可以提供大约 281 万亿个唯一的地址。这个数量远远超过了目前和未来可预见的网络设备数量。

2.用途和分配方式：
IPv4 地址：IP 地址是全球唯一的，用于互联网设备之间的通信。随着全球联网设备的增加，尤其是物联网（ IoT ）设备的普及，IPv4 地址被快速消耗。
MAC 地址：MAC 地址是本地唯一的，每个网络接口卡（ NIC ）都有一个唯一的 MAC 地址。它们主要用于局域网（ LAN ）内部的通信，通常不需要全球唯一性。即使存在重叠的 MAC 地址，只要不在同一个局域网中，通常也不会引起冲突。

3.解决方案：
IPv4 地址枯竭的解决方案：随着 IPv4 地址的枯竭，IPv6 被引入作为替代方案。IPv6 使用 128 位地址空间，可以提供几乎无限数量的地址，足以支持未来的互联网设备增长。
MAC 地址：由于 MAC 地址空间非常大，目前还没有出现枯竭的问题。此外，MAC 地址通常是硬件制造商分配的，而且可以根据需要生成和分配新的 MAC 地址。

因此，IPv4 地址因为地址空间相对较小和全球唯一性要求，已经面临枯竭问题，而 MAC 地址由于其巨大的地址空间和局域网络使用特性，目前并没有面临类似的耗尽问题。

[WildDonkey]

你这个对链路层的作用不是很了解，链路层本身就是广播范围内的物理通信，不用来寻路和路由，因此只要在一个子网内没有重复就可以。你家里的 MAC 地址跟你公司的 MAC 地址完全一样也没有关系，因为互相不知道，但 IP 不一样，IP 有寻路路由功能，那么就得全网唯一标识。本质上来说这俩不是一个层，起 的作用不一样，决定了会不会耗尽问题。

[cnt2ex]

生产商也是会回收重利用 MAC 地址的。并且 MAC 地址只在局域网使用，因此就算是有重复的，只要不在同个局域网就不会有影响。

[tywtyw2002]

你仔细读读书。mac 地址在设计的时候的有效位数是多少？

ipv4 在设计的时候 最大的 a 类地址，可以保证多少位有效（一个局域网最多多少 host ）

不得不说 ipv4 的 cidr 和 nat 让 ipv4 续命了多少年，估计能续道跟 32 位 unix 时间戳一样长。

[guanzhangzhang]

mac 地址是二层，基本是内网和“邻居系统”使用，不需要公网上使用

[totoro625]

@huage #1 请勿使用 Chatgpt 回复，站内会封号

[NewYear]

@totoro625 这 gpt 说得还蛮清楚的，除了啰嗦点……

[totoro625]

参考 /t/934365 /t/892826
总结版：IPv4 由于设计之初是树状结构，并不是按需分配，例如，A 公司分配 1627 万个 IP ，B 公司分配 6 万个 IP ，C 公司分配 254 个 IP ，并不是根据公司大小给不同数量的 IP ，而是根据先来后到分配，而且由于先天结构缺陷，只能就这样用下去了
如上海商场里的一个公共 WiFi 发射出去了 4k 个公网 ip

[julyclyde]

其实这个疑问说明你网络课根本没学好

MAC 地址只在广播域内有效

[sodesga]

mac 地址是按厂商授权的，是一种共识，而且在物理层。
混杂模式可以监听所有请求，也就是抓包的底层逻辑。
ipv4 + NAT 完全够用的，ipv6 是一种博弈，荒唐的是还有 ipv9

[julyclyde]

@tywtyw2002 你也没读好

[julyclyde]

@sodesga 你也没读好

[tywtyw2002]

@julyclyde mac 地址有效位数 24 位 ip a 类地址 24 位 正好一样位数 有什么问题？

mac 地址前 24 位是厂商 信息，这个不应该算在有效位数里面。（如果所以 a 类地址主机都用相同厂商的网卡）

[rrfeng]

上次在公司网络出了问题，排查好久发现是 IT 给的 usb-rj45 mac 和别人的冲突了……

[kilotiger]

我其实一直好奇 mac 地址不会重复吗？既然是各大厂商随机分配的，那么谁知道谁用过哪个（好幼稚的提问但我就是搞不懂）

[opengps]

做个简单的题目：
IPv4 总数是 256 的四次方
Mac 的总数是 （ 10 数字+26 字母）的 6 次方

[tywtyw2002]

楼主别看自顶向下了，那本书没用。

网络就这几本书是经典

编程类
TCP/IP 详解 看 1 ，2 就好了 不过里面没有 quic 之类的现在协议讲解了。tcp 窗口看个大概就行了，主要三次握手。
网络类
tcpip 路由技术 偏向于网络实践，2 层三层路由协议等等。
ipv6 详解，可以看，我是没读完，只看了 ndp 那些，ipv6 下没有 arp ，用 ndp 代替 arp 了。

[greygoo]

@opengps 不是 10 个数字+26 个字母，是 10 个数字+6 个字母，用来表示十六进制，4 位二进制。所以 mac 才是 48 位数，而 256 是 8 位二进制，ipv4 是 32 位，其实后面都是二进制，只是写法不一样

[cinlen]

@kilotiger mac 地址中有固定前缀是给厂商的， 例如 aa:bb:cc:dd:ee:ff:gg ，aa:bb:cc 固定是厂商 A 用的。

[shadowyue]

@julyclyde 同一个广播域出现了 MAC 地址一样的会咋样，💣?