tcp/ip 卷一 读书笔记为什么既要有IP地址又要有MAC地址

Posted 2020-10-08 小明变幻每当的预想

网络层

首先明确一点，并不是所有的网络之间传输数据都需要mac地址和ip地址，比如说点对点线路之间的通信就没有MAC地址，网络层使用ipx协议时就没有ip地址，但是在当前的主流网络中，我们都使用ip地址和mac地址

既然mac地址唯一，为什么还要有IP地址?

之前我们提到，mac地址是唯一的，那理论上，在任何两个设备之间，我应该都可以通过mac地址发送数据，为什么还需要ip地址？

mac地址就好像个人的身份证号，人的身份证号和人户口所在的城市，出生的日期有关，但是和人所在的位置没有关系，人是会移动的，知道一个人的身份证号，并不能找到它这个人，mac地址类似，它是和设备的生产者，批次，日期之类的关联起来，知道一个设备的mac，并不能在网络中将数据发送给它，除非它和发送方的在同一个网络内。

所以要实现机器之间的通信，我们还需要有ip地址的概念，ip地址表达的是当前机器在网络中的位置，类似于城市名+道路号+门牌号的概念。通过ip层的寻址，我们能知道按何种路径在全世界任意两台Internet上的的机器间传输数据。

mac地址通常是不变的，ip地址是可变的，尤其是移动设备，ip地址会经常变更。

mac地址的设计不携带设备在网络中的位置信息，想要通过mac地址通信，我们得在所有的设备上维护一张很大的表，记录所有mac地址路由在当前位置的的下一跳，这显然是不合理的。

既然能通过ip地址发送数据，为什么要有mac地址

既然ip地址有位置信息，而且在一个网络中也是唯一的，那么我们为什么不完全通过ip地址通信，抛弃mac地址呢？或者说，合并ip层和mac层的功能。

• 历史原因
  最初的链路层协议是和ip地址无关的，没有网络层方面的设定，只有物理层和链路层，最初也只有集线器，没有交换机路由器，服务器之间传输数据全靠mac地址。在没有ip地址之前，mac地址已经在使用了。现在到处都在用的二层交换机，就是根据mac地址转发数据。

• 设计的原因
  现在这样设计是好的设计，链路层的实现不需要考虑数据之间的转发，网络层的实现不需要考虑物层的影响。

也就是说，理论上可行，目前无太大意义，反而有坏处。