前言
书接上文的讲清网络名词https://blog.csdn.net/m0_61763784/article/details/154519828?fromshare=blogdetail&sharetype=blogdetail&sharerId=154519828&sharerefer=PC&sharesource=m0_61763784&sharefrom=from_link
如果你对上文感兴趣并且看到了小结部分，你就会注意到，小结中有一段你比较陌生的一串字符
这里有一个MAC地址，那这个是什么东西呢？好，本章节就为大家讲解，MAC到底是个啥。
概念铺垫
由前文你应该已经了解了tcp/ip以及各大网络协议名词，还有网络信息流转的基本流程，那有人会好奇
为什么我都有一个IP地址了，我已经有了名字了，我为什么还要一个MAC地址呢？
MAC相当于是每一个硬件设备的身份证，在这张身份证上标注了你是一个什么设备（单片机，电脑终端，路由器，交换机等等）是设备的 “硬件身份证”（出厂自带），出厂时烧录在网卡里，固定不变（全球唯一）
为什么我连接路由器的时候，路由器给我分配一个IP和我在电脑高级网络设置里面设置的IP有什么区别？
没有区别，固定 IP与路由器分配 IP（DHCP）通俗对比就相当于
固定 IP = 你给电脑手动选了个 “永久门牌号”，
路由器分配 IP（DHCP）=快递站给电脑临时发了个 “临时收件编号”，
两者的核心差异在 “谁分配、能不能变、适不省心”。
你说了那么多，MAC地址到底有啥用？？
当你问到这个问题的时候，你应该初步明白MAC是你的身份证，IP是你的地址了（这与上文可能会有些冲突，但是这个地址实际上在网络世界中跟你的名字是没区别的，不要问我为啥我的身份证上没有名字了，MAC这张身份证上只标注了你的物种还有你是第几个生产出来的）
步入正题
MAC 地址就是设备在 局域网里的 “身份证”，只负责在小范围（比如你家、公司内网）让设备互相认得出、传数据。
注意：MAC 地址仅用于 局域网内设备识别和数据转发，不参与公网通信。
比如你的电脑，单片机连接了你家的路由器之后呢，这就组成了一个小区，路由器相当于是快递站点，电脑，单片机就是小区住户。
接下来我通过一个实际的例子来告诉你MAC作为设备身份证都参与了网络通信的什么工作吧。
单片机连接路由器
步骤 1：单片机 “敲门要 IP”（DHCP 请求阶段）/固定IP
单片机刚开机，没 IP 地址，就像 “没编号的住户”，没法和路由器通信。
这时单片机先广播一条 “请求”：“我要连网，求分配一个 IP！” 这条请求里必须带自己的 MAC 地址（比如 00:12:34:56:78:9A）—— 相当于递上自己的 “硬件身份证”。
路由器收到请求后，先看 MAC 地址：“哦，是这台新设备（单片机）要 IP，之前没给它分配过”，然后从 IP 池里挑一个没被占用的 IP（比如 192.168.1.10），绑定单片机的 MAC 地址，回复给它：“给你分配 IP 192.168.1.10，以后你就是这个编号了！”
MAC 的作用：让路由器识别 “是谁在要 IP”，避免给同一设备重复分配 IP，同时建立 “IP-MAC 映射表”（记着 “192.168.1.10 ↔ 00:12:34:56:78:9A”）。
步骤 2：单片机 “找路由器的门牌号”（ARP 寻址阶段）
单片机拿到 IP 后，要发数据（比如连 WebSocket 服务器），得先把数据交给路由器。但单片机只知道路由器的 LAN 口 IP（比如 192.168.1.1），不知道 “路由器的硬件地址”（LAN 口 MAC）—— 就像知道快递站的 “内部办公地址”，但不知道 “快递站的门牌号”，没法精准送包裹。
这时单片机广播一条 ARP 请求：“谁是 192.168.1.1？请告诉我你的 MAC 地址！”
路由器收到后，回复自己的 LAN 口 MAC（比如 00:AB:CD:EF:12:34）：“我是 192.168.1.1，我的硬件地址是这个！”
MAC 的作用：帮单片机找到路由器的 “硬件门牌号”，只有知道路由器的 MAC，数据才能准确送到路由器手里（而不是其他设备）。
步骤 3：单片机和路由器 “互相传数据”（数据转发阶段）
单片机发数据给服务器时，数据包里会带两个关键信息：
源 MAC：单片机自己的 MAC（00:12:34:56:78:9A）——“这是我发的，有回复请找我”；
目的 MAC：路由器 LAN 口的 MAC（00:AB:CD:EF:12:34）——“请把这个数据交给路由器”。
路由器收到数据后，先看目的 MAC：“是发给我的”，再查之前的 “IP-MAC 映射表”，确认源 MAC 对应的 IP 是 192.168.1.10，然后把数据转发到公网（同时替换 MAC 地址，把源 MAC 换成自己的 WAN 口 MAC）。
服务器回复数据时，先送到路由器的 WAN 口，路由器再查 “IP-MAC 映射表”：“192.168.1.10 对应的 MAC 是 00:12:34:56:78:9A”，然后把数据转发给单片机（数据包的目的 MAC 设为单片机的 MAC）。
MAC 的作用：路由器靠 MAC 地址识别 “数据是谁发的、该发给谁”，确保数据在局域网内不传错。
小结
单片机连路由器的整个过程，MAC 地址就是单片机的 “局域网身份证”—— 从 “要 IP” 时的身份认证，到 “找路由器” 时的寻址，再到 “传数据” 时的精准转发，每一步都要靠 MAC 让路由器 “认得出” 单片机，全程只在局域网内生效，出了路由器就没用了。
简单说：没有 MAC 地址，路由器根本不知道 “你是谁”“该把数据发给谁”，单片机连网都没法成功
1，辅助理解知识讲解（路由器）
问：路由器有自己的地址吗？他的地址有啥用？
答：路由器不仅有自己的地址，还得有 两个核心地址（对应 “小区快递站” 的 “内部办公地址” 和 “对外联系地址”），再加上硬件自带的 MAC 地址，才能衔接内网设备（单片机、手机）和公网！
详细讲解
传统，普遍，用的最多的路由器应该都包含了两种网口：一是LAN口，另一个是WAN口，它还有自己的MAC地址。
路由器的地址类型通俗定位作用举个实际例子LAN 口 IP（内网地址）快递站的 “内部办公地址”1. 内网设备（单片机、手机）的 “总联系人”，所有设备发往公网的数据都要先送到这；2. 设备连路由器后，靠这个 IP 找路由器（比如单片机要设置网关为这个 IP）；3. 固定不变（一般是 192.168.1.1 或 192.168.0.1），相当于快递站在小区里的具体门牌号。192.168.1.1（最常见）WAN 口 IP（公网地址）快递站的 “对外联系地址”1. 路由器在公网的 “身份证”，由运营商（联通、电信）分配（可能动态变化）；2. 公网服务器（比如你连的 WebSocket 服务器）只能看到这个地址，看不到单片机的内网 IP；3. 相当于快递站的 “全国唯一对外编号”，外地的包裹（公网数据）先找到这个地址，再由路由器转发到内网设备。220.181.xxx.xxx（公网 IP）MAC 地址（硬件地址）快递站的 “硬件身份证”1. LAN 口有一个 MAC（内网用，单片机靠它识别路由器）；2. WAN 口有另一个 MAC（公网用，运营商靠它识别路由器）；3. 出厂固定，相当于快递站本身的 “唯一编号”，和设备的 MAC 地址作用一样（只是路由器有两个网卡，所以有两个 MAC）。00:1A:2B:3C:4D:5E（LAN 口 MAC）
路由器的 LAN 口 IP 是 “内网设备找它的地址”，WAN 口 IP 是 “公网找它的地址”，两个地址配合，才能让单片机（内网）和公网服务器打通通信 —— 就像快递站既要让小区住户（内网设备）知道去哪寄包裹，也要让外地快递员（公网服务器）知道去哪送包裹
2，辅助理解知识讲解（路由器IP分配方式）
对比固定 IP（手动设置）路由器分配 IP（DHCP，自动获取）通俗定位自己给电脑 “定死” 的内部编号（永久不变）路由器临时分配的 “临时编号”（重连 / 重启可能变）分配方式手动在电脑网口设置（要填 IP、子网掩码、网关、DNS）路由器自动分配，电脑开机 / 连网时主动 “要” 编号，路由器自动分配未被占用的 IP灵活性死板：一旦设置好，除非手动改，否则不变灵活：路由器会给 IP 设 “租期”（比如 24 小时），租期到了或重连，可能分配新 IP稳定性极稳定：地址固定，其他设备（比如单片机）能精准找到它（比如远程连接、设备通信）一般稳定：普通上网没问题，但 IP 变了之后，之前靠 IP 连接的设备（比如单片机连电脑）可能连不上设置难度稍复杂：要手动填 4 个参数（IP、子网掩码、网关 = 路由器 LAN 口 IP、DNS），还得避免和其他设备 IP 重复零难度：电脑默认就是 “自动获取 IP”，连路由器就自动搞定，不用手动操作冲突风险高：如果手动设的 IP 和其他设备（比如手机、单片机）重复，两台设备都会断网、传错数据无：路由器会自动检查已分配的 IP，绝不重复分配，省心适用场景1. 电脑当服务器（比如文件服务器、WebSocket 服务器），需要其他设备（比如单片机）稳定找到它；2. 嵌入式开发（比如单片机和电脑通信，固定 IP 避免每次重连要改地址）；3. 对网络稳定性要求高的场景1. 普通上网（浏览网页、看视频、办公）；2. 手机、平板、临时连网的设备；3. 不想手动设置、追求省心的场景
如果你只是日常上网、办公、追剧：用路由器分配 IP（DHCP）！电脑默认就是这个模式，连上网就用，不用管任何设置，出问题重启路由器就行。
如果你是嵌入式开发（比如单片机和电脑通信）、需要远程连接电脑、电脑当服务器：用固定 IP！比如把电脑 IP 设为 192.168.1.100（要确保这个 IP 没被其他设备用），这样单片机每次连路由器后，都能通过 192.168.1.100 精准找到电脑，不会因为 IP 变了导致通信失败。
手动设固定 IP 时，只要满足两个条件：
IP 地址和路由器 LAN 口 IP 在同一个 “网段”（比如路由器 LAN 口是 192.168.1.1，电脑固定 IP 就设为 192.168.1.x，x 可以是 2-254 之间的数）；
选的 x 值别和其他设备的 IP 重复（比如先让电脑自动获取一次 IP，看看路由器分配的是 192.168.1.5，就把固定 IP 设为 192.168.1.100，避开常用的低位数）。
总结
MAC 地址是设备在局域网内的 “硬件身份证”，只负责局域网内的 “身份识别” 和 “数据精准传递”，出了局域网就失效。
核心作用有以下几点
身份认证（谁在连网）：设备（如单片机）连路由器时，靠 MAC 地址让路由器识别 “这是哪台设备”，避免重复分配 IP，建立 IP 与 MAC 的绑定关系。
局域网寻址（找谁通信）：设备要和局域网内其他设备（如路由器、电脑）传数据时，靠 MAC 地址找到目标设备的 “硬件门牌号”，不用绕远路。
数据转发（数据发给谁）：路由器转发局域网内数据时，靠 MAC 地址确认 “数据来源” 和 “数据目的地”，确保数据不发错设备（比如单片机的数据包只交给路由器，不传给其他手机 / 电脑）。
无重复保障：全球唯一的出厂标识，避免局域网内设备 “身份冲突”，让路由器能精准区分每一台连网设备（比如不会把单片机和另一台电脑搞混）。
核心边界：仅在 “同一路由器下的内网” 生效，数据一旦传到公网，MAC 地址会被路由器替换，服务器等公网设备看不到原始 MAC 地址。