有了IP地址，为啥还要用MAC地址？
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了有了IP地址，为啥还要用MAC地址？相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
我认为，IP地址和MAC地址可以类比生活中寄快递的过程。
在整个网络中数据被封装成数据报文进行发送，就像我们生活中寄快递时将物品放进包裹中。而数据在路由器之间的跳转也可以看作是不同地区快递小哥对物流的交接。
IP地址
ip地址等价于快递包裹上的 收件人地址。
快递员通过收件人地址将包裹在出发地到目的地之间连出一条线，然后通过不同地区之间的物流中转最后将包裹送到收件人的手中。
同理 ，ip地址也具备此功能 ，通过IP地址的网络位可以确定某个主机所在网络的位置，从而明确一条数据传送的路径。例如目的地址为192.168.10.110/26，则该地址所在的网络为192.168.10.64
用之前图示地址的寻址方式，我们可以模拟这一过程
那么，还是那个问题，为什么还要MAC地址呢？
MAC地址
MAC地址等价于快递包裹上的 收件人姓名。
MAC地址更多是用于确认对方信息而存在的。就如同快递跨越几个城市来到你面前，快递员需要和你确认以下收件人是否正确，才会把包裹交给你一样。
这里我们模拟一个场景，比如在学校里同一个班级的学生大家互相都认识，互相交流就不需要借助学号（这里抽象成ip地址），直接喊名字即可。“喂，那个谁，把你作业让我抄一下”。
这个过程可对应网络中同一个交换机或集线器连接的局域网通信。在局域网中通信需要通过MAC地址进行通信。将数据封装成帧时会插入源mac地址和目的mac地址（如果不知到对方mac地址会发送arp广播报文获取对方mac地址）。以太网帧结构：
而后，帧结构再次添加IP头部信息。
虽然这里有ip地址，但是它在局域网中不起作用，因为arp是用于网络中寻址的，而在局域网中所有主机互相可见。（除此之外，局域网中ip地址最多是在arp广播时，作为收到包的主机解包时判定的依据，判定自己是否为目的主机，从而选择是否回应arp应答）。
而IP地址的使用条件，是在跨网络之后。两个网络之间想要进行通信需要通过一个媒介，因为在网络内部的主机定位不到网络外的某个主机，即使他们只隔了一个网段也是一样。（欢迎关注公众号:网络工程师阿龙）而跨网段的媒介就是路由器，只要把ip地址告诉它，他就能找到对方所在的网络。
终于，我们理清楚了整个IP与MAC的关系。总结一下：
各个设备之间传递数据时，需要使用到MAC地址以确定对方的身份（场景：两个路由器之间跳转，局域网内主机通信）。
各个网路之间通行需要使用到IP地址，主要是为了定位目的地址所在的位置，通过IP的分段机制推演出 从源IP到目的IP的一条路径，而后数据包通过这条路径将数据送达。
首先我想用一个问题来回答题主的问题：“我们有了身份证号，还要手机号干什么”。
答案是各司其职，各取所需。
先给小伙伴们科普一下关键名词：
1.IP地址：
IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址以此来屏蔽物理地址的差异。可以认为是我们日常所说的“地址”。
2.MAC地址：
我们的通讯设备，比如说手机、电脑，都会有一个独一无二、固定的MAC地址。MAC地址与我们的设备进行绑定，就能确定我们身份。其实MAC地址，并不能算是地址，可以认为是设备的身份证，用来表明身份。
3.ISP：
可以理解为互联网服务提供商，例如国内的三大运营商：中国移动、中国联通、中国电信。
1.如果只拥有MAC地址，那么只有在同一网络区域内，才能进行数据传输，不能跨网络区域。
2.如果想跨网络区域进行数据传输，最现实可行的方法就是借助ISP（互联网服务提供商）提供的网络区域。
3.ISP能提供全球互联的网络——互联网（也叫因特网），借助互联网可以传输数据给连接互联网上的设备。
形象地讲：
封校期间（局域网），校园不得不变得封闭，仿佛与世隔绝，同一所餐厅里有很多窗口卖饭(即同一 IP地址接入多个设备)，每个窗口都有不一样的编号或招牌（这就是每个设备都有一个MAC地址）
大学里面的学生每天到餐厅不同的窗口买饭，然后付钱结算。这便是一次次局域网内的数据交换。然而小伙伴们有一天感觉吃厌倦餐厅的饭了，于是拿起手机点起了外卖（互联网）。这时互联网间的数据通信便开始了。
点外卖时需要订餐者提供收货人、手机号、收货地址。前两者理解为MAC地址，（用于验证数据接收方的正确合法性），而收货地址则是IP地址（用于数据包寻址，并传送到目的地）。如果说收货人、手机号、收货地址三者哪一个错误或遗漏，那么饿坏了的小伙伴恐怕就吃不上这顿外卖啦。
总结：职能分工不同，所以有了IP地址，MAC地址也不可或缺！
以上便是我对于“有了IP地址，为什么还要用MAC地址？”问题的回答。”
注：瑕疵在所难免，敬请指教。
感谢采纳！
参考技术B什么是IP地址？
IP地址是指互联网协议地址，又译为网际协议地址。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。
IP协议给因特网上的每台计算机和其它设备都规定了一个唯一的地址，叫做“IP地址”。由于有这种唯一的地址，才保证了用户在连网的计算机上操作时，能够高效而且方便地从千千万万台计算机中选出自己所需的对象来。
IP地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道他（她）的地址，这样邮递员才能把信送到。计算机发送信息就好比是邮递员，它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我们的地址是用文字来表示的，计算机的地址用二进制数字表示。
IP地址被用来给Internet上的电脑一个编号。大家日常见到的情况是每台联网的PC上都需要有IP地址，才能正常通信。我们可以把“个人电脑”比作“一台电话”，那么“IP地址”就相当于“电话号码”，而Internet中的路由器，就相当于电信局的“程控式交换机”。
IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。
什么是MAC地址？
MAC地址，也称为局域网地址，MAC位址，以太网地址（Ethernet Address）或物理地址，它是一个用来确认网络设备位置的位址。在OSI模型中，第三层网络层负责IP地址，第二层数据链路层则负责MAC位址 。MAC地址用于在网络中唯一标示一个网卡，一台设备若有一或多个网卡，则每个网卡都需要并会有一个唯一的MAC地址。
IP地址与MAC地址在计算机里都是以二进制表示的，IP地址是32位的，而MAC地址则是48位的 。
MAC地址的长度为48位(6个字节)，通常表示为12个16进制数，如：00-16-EA-AE-3C-40就是一个MAC地址，其中前3个字节，16进制数00-16-EA代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE(电气与电子工程师协会)分配，而后3个字节，16进制数AE-3C-40代表该制造商所制造的某个网络产品(如网卡)的系列号。只要不更改自己的MAC地址，MAC地址在世界是唯一的。形象地说，MAC地址就如同身份证上的身份证号码，具有唯一性.
有了IP地址，为什么还要用MAC地址？
1、mac地址在IP/TCP协议中是必不可少的，mac与ip处于协议的不同层级，作用不同，都必不可少。
2、在不同的网络之间通讯，依靠ip地址通过路由器的路由协议查找网络路径，从而实现通讯，将数据传递到目标网络的路由器上。
3、同一个以太网络内的通讯，就不再需要路由器转发，而采用广播方式，依靠mac地址来识别是否是自己的数据（所有电脑内都有一个arp表，记录当前网络的ip与mac对应信息。）
所以，mac是必可缺少的。
参考技术C IP地址是通信地址可以重复用nat转换，但Mac地址是唯一的物理地址。可以说是独一无二的 参考技术D mac地址类似于身份证，ip地址类似于门牌号码。网络编程之通俗讲解，有了IP地址，为何还要用MAC地址？
网络编程之通俗讲解，有了IP地址，为何还要用MAC地址?
前言
标题虽然是为了解释有了 IP 地址，为什么还要用 MAC 地址，但是本文的重点在于理解为什么要有 IP 这样的东西。本文对读者的定位是知道 MAC 地址是什么，IP 地址是什么。
书上说的
基本概念：
如今的网络是分层来实现的，就像是搭积木一样，先设计某个特定功能的模块，然后把模块拼起来组成整个网络。局域网也不例外，一般来说，在组网上我们使用的是IEEE802参考模型，从下至上分为：物理层、媒体接入控制层（MAC），逻辑链路控制层（LLC）。
标识网络中的一台计算机，一般至少有三种方法，最常用的是域名地址、IP地址和MAC地址，分别对应应用层、网络层、物理层。网络管理一般就是在网络层针对IP地址进行管理，但由于一台计算机的IP地址可以由用户自行设定，管理起来相对困难，MAC地址一般不可更改，所以把IP地址同MAC地址组合到一起管理就成为常见的管理方式。
什么是MAC地址?
MAC地址就是在媒体接入层上使用的地址，也叫物理地址、硬件地址或链路地址，由网络设备制造商生产时写在硬件内部。MAC地址与网络无关，也即无论将带有这个地址的硬件（如网卡、集线器、路由器等）接入到网络的何处，都有相同的MAC地址，它由厂商写在网卡的BIOS里。MAC地址可采用6字节（48比特）或2字节（16比特）这两种中的任意一种。但随着局域网规模越来越大，一般都采用6字节的MAC地址。这个48比特都有其规定的意义，前24位是由生产网卡的厂商向IEEE申请的厂商地址，目前的价格是1000美元买一个地址块，后24位由厂商自行分配，这样的分配使得世界上任意一个拥有48位MAC 地址的网卡都有唯一的标识。另外，2字节的MAC地址不用网卡厂商申请。
MAC地址通常表示为12个16进制数，每2个16进制数之间用冒号隔开，如：08:00:20:0A:8C:6D就是一个MAC地址，其中前6位16进制数08:00:20代表网络硬件制造商的编号，它由IEEE分配，而后6位16进制数0A:8C:6D代表该制造商所制造的某个网络产品（如网卡）的系列号。每个网络制造商必须确保它所制造的每个以太网设备都具有相同的前三字节以及不同的后三个字节。这样就可保证世界上每个以太网设备都具有唯一的MAC 地址。
什么是IP地址？
IP地址是指互联网协议地址（英语：Internet Protocol Address，又译为网际协议地址），是IP Address的缩写。IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差异。
为什么要用到MAC地址？
这是由组网方式决定的，如今比较流行的接入Internet的方式（也是未来发展的方向）是把主机通过局域网组织在一起，然后再通过交换机和 Internet相连接。这样一来就出现了如何区分具体用户，防止盗用的问题。由于IP只是逻辑上标识，任何人都随意修改，因此不能用来标识用户；而 MAC地址则不然，它是固化在网卡里面的。从理论上讲，除非盗来硬件（网卡），否则是没有办法冒名顶替的（注意：其实也可以盗用，后面将介绍）。
基于MAC地址的这种特点，局域网采用了用MAC地址来标识具体用户的方法。注意：具体实现：在交换机内部通过“表”的方式把MAC地址和IP地址一一对应，也就是所说的IP、MAC绑定。
具体的通信方式：接收过程，当有发给本地局域网内一台主机的数据包时，交换机接收下来，然后把数据包中的IP地址按照“表”中的对应关系映射成MAC地址，转发到对应的MAC地址的主机上，这样一来，即使某台主机盗用了这个IP地址，但由于他没有这个MAC地址，因此也不会收到数据包。发送过程和接收过程类似，限于篇幅不叙述。
综上可知，只有IP而没有对应的MAC地址在这种局域网内是不能上网的，于是解决了IP盗用问题。
IP地址与MAC地址的区别是什么？
IP地址基于逻辑，比较灵活，不受硬件限制，也容易记忆。MAC地址在一定程度上与硬件一致，基于物理，能够标识具体。这两种地址各有好处，使用时也因条件而采取不同的地址。
MAC地址涉及到的安全问题：
从上面的介绍可以知道，这种标识方式只是MAC地址基于的，如果有人能够更改MAC地址，就可以盗用IP免费上网了，目前网上针对小区宽带的盗用MAC地址免费上网方式就是基于此这种思路。如果想盗用别人的IP地址，除了IP地址还要知道对应的MAC地址。举个例子，获得局域网内某台主机的MAC地址，比如想得到局域网内名为TARGET主机的MAC地址，先用PING命令：PING TARGET，这样在我们主机上面的ARP表的缓存中就会留下目标地址和MAC映射的记录，然后通过ARP A命令来查询ARP表，这样就得到了指定主机的MAC地址。最后用ARP -s IP 网卡MAC地址，命令把网关的IP地址和它的MAC地址映射起来就可以了。
如果要得到其它网段内的MAC地址，那么可以用工具软件来实现，我觉得Windows优化大师中自带的工具不错，点击“系统性能优化”→“系统安全优化”→“附加工具”→“集群Ping”，可以成批的扫出MAC地址并可以保存到文件。
小知识：
ARP(Address Resolution Protocol)是地址解析协议，ARP是一种将IP地址转化成物理地址的协议。从IP地址到物理地址的映射有两种方式：表格方式和非表格方式。ARP 具体说来就是将网络层（IP层，也就是相当于OSI的第三层）地址解析为数据连接层（MAC层，也就是相当于OSI的第二层）的MAC地址。ARP协议是通过IP地址来获得MAC地址的。
ARP原理：
要向主机B发送报文，会查询本地的ARP缓存表，找到B的IP地址对应的MAC地址后就会进行数据传输。如果未找到，则广播A一个 ARP请求报文（携带主机A的IP地址Ia——物理地址Pa），请求IP地址为Ib的主机B回答物理地址Pb。网上所有主机包括B都收到ARP请求，但只有主机B识别自己的IP地址，于是向A主机发回一个ARP响应报文。其中就包含有B的MAC地址，A接收到B的应答后，就会更新本地的ARP缓存。接着使用这个MAC地址发送数据（由网卡附加MAC地址）。
因此，本地高速缓存的这个ARP表是本地网络流通的基础，而且这个缓存是动态的。ARP表：为了回忆通信的速度，最近常用的MAC地址与IP的转换不用依靠交换机来进行，而是在本机上建立一个用来记录常用主机IP－MAC映射表，即ARP表。
最通俗的解释
看完上一节中各种书籍里对IP地址、MAC地址的理解介绍和说明，还是很蒙逼，那么请继续看完本节吧。
网络洪荒时代
一开始时，网络中的机器并不多。大家都连到同一个集线器就可以了，就可以实现互通。这时，机器 A 发消息到机器 B ，消息头里附上机器 B 的MAC，集线器收到消息后就广播给所有连到集线器的机器。
机器 C 收到消息，发现消息里的 MAC 地址和自己的不一样，就丢弃。机器B发现消息里的 MAC 地址和自己一样，就收到下并解析。
这样机制带来问题很明显：首先每次广播，给所在网络带来不必要的浪费。所以，就出现了交换机。它能识别消息里的目标 MAC 地址后，直接就消息丢到机器 B 所连接的端口中。另一个角度，交换机必须记住所有的 MAC 地址和端口之间的关系。
这样的机制在网络规规模小的时候是高效的。但是当网络规模扩大到全球的时候，不可能让一台交换机记录下全球这么多的网络设备，也不可能让全球的机器连接到一台交换机上。
如果是多台交换机呢？
想像一下，你是斯坦福的学生，你的电脑 x 的网络直连的是学校的交换机，而学校的交换机又连美国国家网络交换机。而美国国家网络交换机又直接的是中国国家网络交换机，中国服务器 y 直连的是中国国家交换机。
你想访问中国的服务器 y 中的资源。你了解到服务器 y 的 MAC 地址是00:0C:29:01:00:12，所以你在消息里附上这个 MAC 地址。
学校交换机收到消息后，拿到 MAC 地址后就愣了，这是要发给谁啊？因为中国服务器 y 并不是直连学校交换机的。这时，学校交换机有一个选择，就是收到不明的 MAC 地址时，一律转发给默认端口。斯坦福交换机就将消息转给美国国家交换机。
美国国家交换机同样发愣了，因为没有这条 MAC 地址对应的端口。它又直接向默认端口：中国国家网络交换机。
中国国家网络交换机收到消息，发现自己记录了 MAC 地址 对应的是服务器 y。就直接将你这位斯坦福学生的消息转发到服务器 y 所连接的端口。
最终，我们的服务器 y 终于收到来自美国斯坦福学生的资源访问请求。
那么，我们的服务器 y 如何将相应的资源返回给学生呢？将消息中的源MAC 地址作为响应消息的目标 MAC 地址发送给中国国家交换机不就可以了？同样的机制，只不过是把源地址和目标地址反一下。
这下，我们是不是完美实现使用交换机组建美国网络和中国网络的互通？
但是美国和中国并不能代表全世界。其他国家也需要加入这个大网络。当日本国家交换机也接入美国国家交换机后，斯坦福学生的消息从学校到达美国国家交换机后就需要进行广播所有直连自己的端口了，因为这时，它没有对外的所谓默认端口了。这里有点烧脑，容各位同学一点时间思考。
小结
也就是说，当两个网络互接时，MAC 地址 + 交换机还能解决问题广播问题，但是两个以上的网络互连时，MAC 地址 + 交换机就没有办法解决广播问题了。
这时，我们面临的问题就是无法使用现有的技术—— MAC 地址 + 交换机——解决多网络互连的问题了。所以，需要发明一种新的技术。
而 IP 协议就是就是解决此问题的一项技术。
事实上，IP协议的产生并不只是为解决上述的“广播问题”。还解决了很多其他网络传输过程会遇到的问题，比如一次传输的消息过大时，如何对消息进行分组等问题。
写在最后
由于历史原因，MAC 地址及相关技术先出现，但是后来发现它并不能解决所有（已知）的问题，所以，先驱们发明了 IP 地址及相关技术来解决。
另一个角度，个人认为，由于 MAC 地址没有办法表达网络中的子网的概念，而 IP 地址可以。如果网络互换设备（比如路由器）能从目标 MAC 地址中分析出目标网络，而不是只是目标主机，IP 地址还会出现吗？
有另一个有趣的问题：如果历史反过来，一开始就使用的是 IP 地址，而不是 MAC 地址，我们现在的网络世界会怎么样？
以上是关于有了IP地址，为啥还要用MAC地址？的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章