为什么需要MAC地址，为什么需要IP地址，我们才能去理解它理解网络。因为网络的通讯方式和网络的大小所决定，以太网通讯采用MAC地址进行，但是到了广域网无法采用MAC方式进行，需采用IP方式进行。另外一个方面，两种通讯方式所处的层也不一样，设计者在TCP/IP中也进行了说明。
MAC地址即我们说的物理地址，硬件地址，IP地址又称为逻辑地址，两者之间的区别如下文所示：
第一，从层次的角度看物理地址是数据链路层和物理层使用的地址，而IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址，之所以称 IP 地址是逻辑地址是因为 IP 地址是用软件实现的，一个具有五层协议的体系结构如下图所示：
网络体系结构采用分层次的结构，就可以把庞大而复杂的问题转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题相比较起来易于研究和处理。
第二，各自使用原因
由于全世界存在着各式各样的网络，它们使用不同的硬件地址，要使这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作，而由用户或用户主机来完成这项地址转换工作几乎是不可能的事。但统一的IP地址把这个复杂问题解决了。
连接到互联网的主机只需拥有统一的IP地址，它们之间的通信就像连接在同一个网络上那样简单方便。当需要把IP地址转换为物理地址时，调用ARP的复杂过程都由计算机软件自动进行。
IP地址：IPv4 的各种类别的地址所拥有的地址数目的比例如下图所示：A类地址占IP地址总数的一半，B类地址数是A类地址数的一半，即占地址总数的1/4, C类地址数是B类地址数的一半 ，即占IP地址总数的1/8, D类和E地址数又是 C类地址数的一半，即各占IP地址总数的 1/16。
除此之外，在 IPv4 的地址中，所有的地址都是 32位，并且可记为：IP 地址：：＝｛＜网络号＞，＜主机号＞｝。
A类地址：网络号字段为1字节，最前面的1位是0；B类地址：网络号字段为2字节，最前面的2位是10；C类地址：网络号字段为3字节，最前面的3位是110；D类地址:用于多播，最前面的 4位是1110；E类地址：保留今后使用，最前面的4位是1111。
IP地址都是定长的，与主机所在地理位置无关，每个主机的IP地址在全世界是唯一的，没有重复的 IP 地址。相反，由于全世界存在着各式各样的网络，硬件地址也各不相同，没有统一的形式。
传输在数据链路层的数据叫MAC帧，而在网络层被成为IP数据报: 首先，将发来的报文（或数据部分）加上首部后组成IP数据报，该首部包含IP地址，然后成为下一层中MAC帧的数据部分，该部分再加上首部和尾部后（此处的帧头和帧尾就包含一些必要的控制信息，如同步信息、地址信息、差错控制信息等），就构成了MAC帧。具体见下图：
MAC地址和IP地址之间的转换牵扯到两个协议：地址解析协议 ARP: 用来把一个机器（主机或路由器）的 IP 地址转换为相应的物理地址（或硬件地址），当网络中某个IP地址和硬件地址的映射发生变化时，ARP高速缓存中相应的项目就要改变。
逆地址解析协议 RARP: 与ARP 协议相反，用来把一个机器（主机或路由器）的物理地址（或硬件地址）转换为相应的 IP 地址。
以上就是MAC地址和IP地址的关系，回答不易，希望能对您有所帮助。