rahs Asked: 2022-09-07 16:38:06 +0800 CST2022-09-07 16:38:06 +0800 CST 2022-09-07 16:38:06 +0800 CST 如果一个或多个 IP 地址可以映射到同一个 MAC 地址，为什么需要 MAC 地址 772 如果一个或多个 IP 地址可以映射到同一个 MAC 地址，为什么需要 MAC 地址？即使 MAC 是数据链路层地址，IP 是网络层协议，为什么 IP 还不够？ 这个问题讨论了为什么 MAC 地址不够用，但我想知道为什么 IP 地址不够用。 networking ip 3 个回答 Voted Best Answer user1686 2022-09-07T21:51:21+08:002022-09-07T21:51:21+08:00 如果一个或多个 IP 地址可以映射到同一个 MAC 地址，为什么需要 MAC 地址？即使 MAC 是数据链路层地址，IP 是网络层协议，为什么 IP 还不够？ 起初确实没有这样的层与层分离，直接使用以太网地址作为主机地址。但是，一旦您拥有多个网络层协议，分离就变得不可避免，因为原始协议的“网络”地址——其格式在这一点上已经确定——成为新引入协议的“数据链路层”地址. 最初，以太网并不是为了承载 IPv4（当时还不存在）而构建的——它是为了承载 Xerox 的Pup协议套件而构建的，早期的“实验以太网”确实直接使用与 8 相同的 8 位地址-bit Pup 地址。 因此，当其他人编写有关如何通过实验以太网承载 IPv4 的规范时，这些 8 位 Pup地址从 IPv4 的角度变成了 8 位“MAC”地址。 后来，当施乐切换到 48 位寻址时（因为 8 位不够长），他们再次直接使用 48 位以太网地址作为 XNS 主机地址的一部分。而此时他们已经处于必须将 8 位 Pup 地址转换为 48 位以太网地址的情况。 现在想象一下以太网硬件直接使用 32 位 IPv4 地址。如果是这种情况，为了在现有网络上传输其他协议，例如 IPv6（无需拆除和更换每个交换机和 NIC），您仍然需要在新 IPv6 标头下方包含一个剩余的 IPv4 标头，并且您会需要一种将节点的 IPv6 地址动态映射到其 IPv4 地址的方法（听起来很像 ARP，不是吗），然后除了“MAC”之外，您仍然会遇到与今天完全相同的情况地址将是 32 位。 （在某种意义上，你可以说这正是发生的事情。因为以太网地址（部分）是 XNS 地址，你实际上可以说 48 位 MAC 地址最初是来自另一个世界的“IP”地址——它只是当以太网适应于承载不使用相同地址格式的不同类型的协议时，它变成了“MAC”地址。） 在所有情况下，原因都是“链路层”地址不仅为操作系统所知，而且还被硬件使用。例如，在旧的共享总线以太网中（每个节点都能看到每个数据包），硬件会查看“目标 MAC”字段并丢弃不需要的数据包，这样 CPU 就不会受到干扰。 随着后来对以太网的改进，MAC 地址不仅限于主机——它们也被以太网交换机跟踪。每台交换机都会构建一个内存中的“以太网路由表”，说明哪些 MAC (L2) 地址位于哪个物理 (L1) 端口后面，以便它能够正确地将 L2 帧仅传送到需要它们的特定端口（而不是泛洪整个以太网中的每个数据包）。 这意味着无论选择何种标头和地址格式，都会被嵌入所有以太网 NIC 和所有以太网交换机的硬件中，并成为所有其他网络层协议必须使用的。 toppk 2022-09-07T20:30:56+08:002022-09-07T20:30:56+08:00 设计一个只使用 IP 数据的物理接口很容易，您可以完全消除 MAC 地址。您将不得不重新考虑 dhcp 的工作原理，因为 mac 地址对于当今 dhcp 的功能至关重要，但许多 dhcp 事务已经不使用 macaddress 作为客户端的唯一 ID。不利的一面是，所涉及的大部分芯片将不得不检查接头的更大、更动态的部分。想象一下，如果您的交换机和以太网适配器必须更换才能从 ipv4 移动到 ipv6。 此外，还有许多网络功能，如绑定等，必须重新设计。即使是现在，ip 网络也不是通用的，例如光纤通道和 infiniband 网络有一段时间没有谈论 ip，而且许多部署对这些网络上的 IP 没有兴趣。 IP 正在慢慢吞噬大部分网络，就像 http3 正在慢慢吞噬 TCP。因此，新的网络设计完全有可能跳过所有使用 macaddress 的操作，但这可能只会发生在 aws 或 google 等云工厂内部。 Rohit Gupta 2022-09-07T21:39:33+08:002022-09-07T21:39:33+08:00 MAC或媒体访问控制地址由设备的唯一标识符开始。它也被称为BIA或 Burned In Address。它在固件中。 然后大公司开始订购具有特定 MAC 地址范围的网络适配器。这开始破坏独特性。 现在手机经常使用随机 MAC 地址。 不过，在大多数情况下，我可以使用它来识别网络上的设备，尤其是当我想为其中一些设备分配静态 IP 地址时。
起初确实没有这样的层与层分离，直接使用以太网地址作为主机地址。但是，一旦您拥有多个网络层协议，分离就变得不可避免，因为原始协议的“网络”地址——其格式在这一点上已经确定——成为新引入协议的“数据链路层”地址.
最初，以太网并不是为了承载 IPv4（当时还不存在）而构建的——它是为了承载 Xerox 的Pup协议套件而构建的，早期的“实验以太网”确实直接使用与 8 相同的 8 位地址-bit Pup 地址。
因此，当其他人编写有关如何通过实验以太网承载 IPv4 的规范时，这些 8 位 Pup地址从 IPv4 的角度变成了 8 位“MAC”地址。
后来，当施乐切换到 48 位寻址时（因为 8 位不够长），他们再次直接使用 48 位以太网地址作为 XNS 主机地址的一部分。而此时他们已经处于必须将 8 位 Pup 地址转换为 48 位以太网地址的情况。
现在想象一下以太网硬件直接使用 32 位 IPv4 地址。如果是这种情况，为了在现有网络上传输其他协议，例如 IPv6（无需拆除和更换每个交换机和 NIC），您仍然需要在新 IPv6 标头下方包含一个剩余的 IPv4 标头，并且您会需要一种将节点的 IPv6 地址动态映射到其 IPv4 地址的方法（听起来很像 ARP，不是吗），然后除了“MAC”之外，您仍然会遇到与今天完全相同的情况地址将是 32 位。
（在某种意义上，你可以说这正是发生的事情。因为以太网地址（部分）是 XNS 地址，你实际上可以说 48 位 MAC 地址最初是来自另一个世界的“IP”地址——它只是当以太网适应于承载不使用相同地址格式的不同类型的协议时，它变成了“MAC”地址。）
在所有情况下，原因都是“链路层”地址不仅为操作系统所知，而且还被硬件使用。例如，在旧的共享总线以太网中（每个节点都能看到每个数据包），硬件会查看“目标 MAC”字段并丢弃不需要的数据包，这样 CPU 就不会受到干扰。
随着后来对以太网的改进，MAC 地址不仅限于主机——它们也被以太网交换机跟踪。每台交换机都会构建一个内存中的“以太网路由表”，说明哪些 MAC (L2) 地址位于哪个物理 (L1) 端口后面，以便它能够正确地将 L2 帧仅传送到需要它们的特定端口（而不是泛洪整个以太网中的每个数据包）。
这意味着无论选择何种标头和地址格式，都会被嵌入所有以太网 NIC 和所有以太网交换机的硬件中，并成为所有其他网络层协议必须使用的。
设计一个只使用 IP 数据的物理接口很容易，您可以完全消除 MAC 地址。您将不得不重新考虑 dhcp 的工作原理，因为 mac 地址对于当今 dhcp 的功能至关重要，但许多 dhcp 事务已经不使用 macaddress 作为客户端的唯一 ID。不利的一面是，所涉及的大部分芯片将不得不检查接头的更大、更动态的部分。想象一下，如果您的交换机和以太网适配器必须更换才能从 ipv4 移动到 ipv6。
此外，还有许多网络功能，如绑定等，必须重新设计。即使是现在，ip 网络也不是通用的，例如光纤通道和 infiniband 网络有一段时间没有谈论 ip，而且许多部署对这些网络上的 IP 没有兴趣。
IP 正在慢慢吞噬大部分网络，就像 http3 正在慢慢吞噬 TCP。因此，新的网络设计完全有可能跳过所有使用 macaddress 的操作，但这可能只会发生在 aws 或 google 等云工厂内部。
MAC或媒体访问控制地址由设备的唯一标识符开始。它也被称为BIA或 Burned In Address。它在固件中。
然后大公司开始订购具有特定 MAC 地址范围的网络适配器。这开始破坏独特性。
现在手机经常使用随机 MAC 地址。
不过，在大多数情况下，我可以使用它来识别网络上的设备，尤其是当我想为其中一些设备分配静态 IP 地址时。