为什么不能使用 MAC 地址代替 IPv4|6 进行网络连接?

为什么不能使用 MAC 地址代替 IPv4|6 进行网络连接?

我正在阅读 TCP/IP 和其他相关协议和技术。MAC 地址被描述为(相当:)唯一,并且具有很大的可能性空间(几百万亿),同时还被分配给所有网络接口。在网络间通信中使用 IPv4 或 IPv6 地址而不是 MAC 地址的历史和技术原因是什么?

我是否忽略了某些基本的东西,或者这只是一个愚蠢的理由(例如,在遗留技术之上进行构建)?

答案1

MAC 地址可能是唯一的,但该数字并没有什么特别之处,无法表明它在哪里。MAC00-00-00-00-00-00可能位于地球的另一端00-00-00-00-00-01

IP 是一种任意编号方案,以分层方式强加于一组计算机,以在逻辑上将它们区分为一个组(这就是子网)。在这些组之间发送消息是通过路由表完成的,路由表本身分为多个级别,因此我们不必跟踪每个子网。例如,17.x.x.x在 Apple 网络中。从那里,Apple 将知道其数千个子网中的每一个位于何处以及如何到达它们(其他人不需要知道这些信息,他们只需要知道 17.anything 归 Apple 所有)。

将其与另一对系统联系起来也相当容易。您有一个州颁发的身份证号码,如果该身份证号码已经是您独有的,为什么还需要邮寄地址?您需要邮寄地址是因为它是一个任意系统,它描述了与您通信的唯一目的地应该去哪里。

答案2

因为路由表会变得异常大。

IP 地址是按层次分配的,因此路由器可以按地址前缀对路由进行分组。目前网络上存在的自治系统数量足够合理,可以适应当今的硬件。

另一方面,MAC 地址在网络中的分布是随机的,与拓扑完全无关。路由分组是不可能的,每个路由器都需要跟踪通过它中继流量的每个设备的路由。这就是第 2 层交换机所做的,并且它在超过一定数量的主机时无法很好地扩展。

答案3

世界并非完全依靠以太网运行(至少历史上如此)。IP 层独立于其下的硬件层。

PPP 节点没有 Mac 地址。arcnet、token ring、fddi、hppi 也没有。这些其他标准现在可能不那么重要,但以太网将来可能会被其他技术取代,并且对 IP 层来说是透明的。

关于我们如何不断发明新的硬件协议并称之为以太网的讨论比较长,但我离题了……

答案4

看看OSI 模型http://en.wikipedia.org/wiki/OSI_model

这解释了为什么基于物理的第 2 层机制来制定路由(第 3 层概念)决策是没有意义的。

现代网络分为许多不同的层来实现端到端通信。您的网卡(由 mac 地址 [物理地址] 寻址)只需负责与其物理网络上的对等体进行通信。

您使用 MAC 地址进行的通信仅限于与您的计算机有物理接触的其他设备。例如,在互联网上,您并未与每台计算机有物理连接。这就是为什么当我们需要与未物理连接的计算机进行通信时,我们会使用 TCP/IP(第 3 层,逻辑地址)机制。

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