深入理解网络基础：MAC地址、IP地址与子网掩码

"该资源为计算机网络基础知识的第三部分，主要涵盖了MAC地址、以太网帧格式、二层交换机工作原理、IP地址（IPv4和IPv6）、IP地址分类、私有地址以及子网掩码等概念。" 在计算机网络中，MAC地址，全称Media Access Control Address，是网卡的物理地址，由48位二进制组成，通常以16进制的形式表示。例如：00-06-1b-e3-93-6c。MAC地址是全球唯一的，用于设备之间的二层通信。 以太网帧是数据链路层的基本数据单位，其格式包括前导符、帧起始定界符、源MAC地址、目的MAC地址、类型/长度字段、数据和帧校验序列。二层交换机是基于MAC地址表进行工作的，它会学习数据帧的源MAC地址，并将其与进入的端口号对应存储，以便后续根据MAC地址进行转发。如果目的MAC未知，交换机会广播数据帧，只有目标设备会响应并接收数据，其他设备则丢弃。 IP地址是互联网上主机的逻辑地址，IPv4地址由32位二进制组成，点分十进制表示如210.73.140.6。IP地址分为网络部分和主机部分，同一网络内的主机部分必须唯一。根据网络部分的长度，IP地址被分为A、B、C、D、E五类。其中，A、B、C类地址分别适用于大型、中型和小型网络，而D类地址用于多播，E类地址保留未来使用。私有IP地址是不公开的，仅用于内部网络，例如10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16。 子网掩码用于确定IP地址中的网络部分，通过将IP地址与子网掩码进行按位与运算，可以得到网络地址。子网掩码通常以255.255.255.0、255.255.0.0或255.0.0.0等形式表示，对应IP地址的不同网络位和主机位。 关于作业问题： 1. 二层交换机的工作原理是：初始状态下，交换机会学习经过其端口的数据帧的源MAC地址，并将这些地址与对应的端口号存入MAC地址表。当收到目的MAC未知的数据帧时，交换机会广播该帧。如果数据帧的目标是某个端口上的设备，设备会响应并接收，交换机更新MAC地址表，其他设备则丢弃帧。在地址表有效期内，设备间可以通过MAC地址进行单播通信。 2. 将192.168.3.101转换为二进制：11000000.10101000.00000011.01100101。 3. 与172.16.89.12同网段的IP地址需有相同的网络部分，172.16.89.12的网络部分为172.16.0.0（假设子网掩码为255.255.0.0），因此一个同网段的IP地址可以是172.16.10.20。 了解这些基础知识对于理解计算机网络的工作原理至关重要，它们构成了网络通信的基础框架，对于网络配置、故障排查和网络安全都具有重要意义。