เหตุใดจึงจำเป็นต้องใช้ที่อยู่ Ethernet / MAC

ฉันไม่เข้าใจว่าทำไมต้องใช้ที่อยู่ MAC ของอีเทอร์เน็ต คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องไม่สามารถเชื่อมต่อกับเครือข่ายรวมและใช้ที่อยู่ IP ในการสื่อสารหรือไม่

ตัวอย่างเช่นมีกลไกต่อไปนี้ในอีเธอร์เน็ต:

1. คอมพิวเตอร์ที่มี IP 192.168.1.1( X.1) ต้องการส่งแพ็คเก็ตไปที่192.168.1.2( X.2)
2. X.1 ใช้ ARP เพื่อรับ MAC ของ X.2
3. ในการทำเช่นนั้นX.1จำเป็นต้องส่งแพ็คเก็ตไปยังคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเครือข่าย เพียงคนเดียวที่จะตอบ
4. X.1 รับ MAC และส่งแพ็กเก็ต

ไม่ง่ายกว่าหรือที่จะทำเพียงขั้นตอนเดียว:

1. X.1ส่งแพ็คเก็ตไปยังคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องในเครือข่าย เพียงX.2จะดำเนินการมันคนอื่นจะไม่สนใจมัน

คำถามเสริมจะเป็น: เหตุใดจึงต้องมีที่อยู่ IP หากอุปกรณ์ทั้งหมดมีที่อยู่ MAC ที่ไม่ซ้ำกัน

ชั้นเครือข่ายที่แตกต่างกันจะมีการอนุญาตให้พวกเขาจะสลับสำหรับเทคโนโลยีที่แตกต่างกัน

เลเยอร์สองที่คุณกำลังพูดถึงที่นี่คือเลเยอร์ 2 และ 3 เลเยอร์ 2 ในสถานการณ์นี้คืออีเธอร์เน็ต - ซึ่งเกิดจากที่อยู่ของ MAC และเลเยอร์ 3 เป็น IP

อีเธอร์เน็ตใช้งานได้ในระดับท้องถิ่นเท่านั้นระหว่างอุปกรณ์เครือข่ายที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายออกอากาศ "ดาต้าลิงค์" ในขณะที่ IP เป็นโปรโตคอลที่กำหนดเส้นทางได้และสามารถกำหนดเป้าหมายอุปกรณ์บนเครือข่ายระยะไกลได้

ข้อกำหนดของแต่ละข้อมีความแตกต่างกัน Ethernet ระบุตระกูลของเทคโนโลยีที่อนุญาตให้ส่งและรับแพ็กเก็ตระหว่างอุปกรณ์เครือข่ายในขณะที่ IP กำหนดโปรโตคอลที่อนุญาตให้แพ็คเก็ตข้อมูลข้ามผ่านเครือข่ายหลายเครือข่าย

ไม่พึ่งพาอีกแบบหนึ่งซึ่งเป็นสิ่งที่ให้ความยืดหยุ่นกับเครือข่าย ตัวอย่างเช่นคุณอาจเลือกที่จะเชื่อมต่อกับบริการอินเทอร์เน็ตโดยใช้ IP ผ่านอีเธอร์เน็ต แต่ในเครือข่ายภายในของคุณคุณอาจเลือกที่จะใช้ IP ผ่าน ... กระดาษ เมื่อมีคนเขียนเนื้อหาของแต่ละแพ็คเก็ตและเดินไปที่เครื่องอื่นแล้วพิมพ์มันชัดเจนว่านี่จะไม่เร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่ง

ในโลกแห่งความเป็นจริงมีโปรโตคอลดาต้าลิงค์ที่แตกต่างกันซึ่งคุณใช้สองคนอยู่แล้ว (แม้ว่ารูปแบบการกำหนดแอดเดรสจะเหมือนกัน): 802.3 - อีเธอร์เน็ตและ 802.11 - wifi

IP ไม่สนใจว่าเลเยอร์ที่สำคัญคืออะไร

เท่าเทียมกัน IP สามารถสลับออกมาสำหรับโปรโตคอลเลเยอร์เครือข่ายที่แตกต่างกัน (ให้มันเกิดขึ้นสำหรับผู้เข้าร่วมทั้งหมด) เช่นตู้เอทีเอ็ม

ในขณะที่ไม่มีสิ่งใดขัดขวางการสร้างโพรโทคอลที่ครอบคลุมทั้งเลเยอร์ 2 และเลเยอร์ 3 โดยตรง แต่จะมีความยืดหยุ่นน้อยกว่าและมีเสน่ห์น้อยกว่าและไม่น่าใช้

การตัดสินใจครั้งนี้ว่าจะดำเนินการหรือเพิกเฉยแพ็คเก็ตหรือไม่ ไม่มีคำตอบที่น่าพอใจจริง ๆ :

1) ในสวิตช์? นั่นหมายความว่าสวิตช์ต้องเข้าใจทุกโปรโตคอลที่กำหนดว่าคอมพิวเตอร์ใดสนใจแพ็กเก็ตใด นั่นไม่เพียง แต่จะเพิ่มค่าใช้จ่ายของสวิตช์และลดความเร็ว แต่มันจะทำให้การเปลี่ยนแปลงในโปรโตคอล IP ทำได้ยากขึ้นมาก

2) ในฮาร์ดแวร์ของอินเตอร์เฟส Ethernet นี่จะทำให้เครือข่ายช้าลงมากเนื่องจากทุกแพ็กเก็ตข้อมูลต้องไปที่เครื่องทุกเครื่อง เทคโนโลยีเช่น WiFi และการเชื่อมต่อเครือข่ายที่มีบริดจ์ช้าลงจะเป็นไปไม่ได้ การมีอีเธอร์เน็ตทำงานด้วยความเร็วที่ต่างกันจะไม่สามารถทำงานร่วมกันได้ เทคโนโลยีเช่น IPv6 หรือ IP multicast จะต้องมีการเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์เพื่อปรับใช้ในสถานีปลายทางทั้งหมดของ Ethernet

3) ในซอฟต์แวร์? นี่จะทำให้คอมพิวเตอร์ช้าลงมากเนื่องจากต้องจัดการกับอินเตอร์เฟซเครือข่ายจำนวนมากขึ้น ความกังวลทั้งหมดที่เชื่อมโยง, VPN และ Wifi ที่กล่าวถึงข้างต้นจะเป็นปัญหาด้วยเช่นกัน

สิ่งเหล่านี้จะทำให้อีเทอร์เน็ตไม่สามารถใช้งานได้หากไม่มี IP และจะหมายถึงการเปลี่ยนแปลงในอีเทอร์เน็ตจะต้องทำการเปลี่ยนแปลงใน IP yuck

การแยกข้อกังวลเป็นเรื่องดี

ที่อยู่ IP และที่อยู่ MAC ทำงานบนชั้นที่แตกต่างของชุดโปรโตคอลอินเทอร์เน็ต ที่อยู่ MAC ใช้เพื่อระบุเครื่องภายในเครือข่ายบรอดคาสต์เดียวกันบนเลเยอร์ 2 ในขณะที่ใช้ที่อยู่ IP ในเลเยอร์ 3 เพื่อระบุเครื่องทั่วทั้งเครือข่ายที่แตกต่างกัน

แม้ว่าคอมพิวเตอร์ของคุณมีที่อยู่ IP แต่ก็ยังต้องการที่อยู่ MAC เพื่อค้นหาเครื่องอื่น ๆ ในเครือข่ายเดียวกันเนื่องจากทุกชั้นใช้เลเยอร์พื้นฐาน ในหน้าดังกล่าวก่อนหน้านี้คุณจะพบไดอะแกรมที่สวยงามซึ่งอธิบายรายละเอียดของชุดโปรโตคอล

ปัญหาความแออัดของเครือข่ายอีเทอร์เน็ตในขณะที่มีขนาดเพิ่มขึ้น Inturn นี้สามารถทำให้เครือข่ายสำลักและทำให้เกิดความล่าช้าได้ นี่เป็นหนึ่งในปัจจัยที่ทำให้เกิดแนวคิด subnet แต่ด้วยซับเน็ตเราจำเป็นต้องมีเอนทิตีเพิ่มเติมที่เรียกว่าเราเตอร์เพื่อให้สามารถส่งแพ็กเก็ตเพื่อเดินทางจากเครื่องในซับเน็ตหนึ่งไปยังเครื่องในซับเน็ตอื่น

ระยะทางที่ทอดด้วยสายเคเบิลอีเธอร์เน็ตเป็นอีกหนึ่งข้อกังวลที่สำคัญเนื่องจากสามารถจำกัดความสำเร็จของการส่งสัญญาณได้หากเกินขีด จำกัด ที่กำหนด สิ่งนี้นำมาซึ่งเอนทิตีใหม่เพิ่มเติมในรูปแบบของฮับ / repeater

โปรดทราบว่ากลไกการสื่อสารทั้งหมดไม่ได้ใช้ที่อยู่ MAC เพื่อการสื่อสาร PPP & HDLC ไม่ได้ใช้ที่อยู่ MAC เพื่อระบุตัวตน

นอกจากนี้โปรดทราบว่าเครือข่ายบางเครือข่ายไม่ได้ใช้อีเธอร์เน็ต เครือข่ายโทเค็นริงต้องการเลเยอร์ดาต้าลิงค์ที่แตกต่างกัน

หากคุณส่งแพ็คเก็ตจากเครือข่าย A ไปยังอุปกรณ์ในเครือข่าย B โดยการส่งผ่านที่อยู่ mac ของอุปกรณ์ในเครือข่าย B ก็จะได้รับการลดลงในเครือข่าย A ตัวเอง โปรดทราบว่าแม้ว่าจะมีเราเตอร์ระหว่างเครือข่าย A และเครือข่าย B เราเตอร์จะทำแพ็กเก็ตทิ้งเนื่องจากเราเตอร์จะทำงานโดยรับแพ็กเก็ตที่ส่งไปยังที่อยู่ mac แต่สำหรับที่อยู่ IP อื่น

จากสถานการณ์ข้างต้นเป็นที่ชัดเจนว่าอินเทอร์เน็ตไม่ได้เป็นเครือข่ายแบนเนื่องจากเครือข่ายท้องถิ่น / ส่วนตัวต่างๆ นอกจากนี้ยังมีเอนทิตีเครือข่ายต่าง ๆ ระหว่างต้นทางและปลายทาง

เนื่องจากอินเทอร์เน็ตไม่ใช่เครือข่ายแฟล็ตจึงไม่ใช้ที่อยู่ MAC สำหรับการสื่อสารทุกประเภทและบางเครือข่ายต้องการ data link layer อื่นที่ไม่ใช่อีเธอร์เน็ตเราจึงต้องใช้ที่อยู่ IP ในการกำหนดเส้นทางไปยังโหนดที่ต้องการโดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของโหนด สามารถทำได้ด้วยเลเยอร์เครือข่าย

นอกจากนี้อ้างถึงการสนทนาที่คล้ายกันใน/programming/26290069/arp-vs-ip-why-do-we-need-both

ตามที่คนอื่นอธิบายคุณต้องใช้โปรโตคอล Layer 2 สำหรับการควบคุมความแออัดในเครือข่ายท้องถิ่นของคุณ เลเยอร์ 3 ใช้สำหรับการเราต์และแอดเดรสระหว่างเครือข่าย

ต้องบอกว่าคำถามที่ถูกต้องอาจเป็นได้: ทำไมเลเยอร์ทั้งสองไม่สามารถใช้รูปแบบการกำหนดแอดเดรสเดียวกันได้

คำตอบแรก: ตามที่คนอื่นพูดถึงสิ่งนี้ทำให้คุณสามารถสลับ L2 และ / หรือเทคโนโลยี L3 และทุกอย่างยังทำงานได้

คำตอบที่สอง: แม้ว่าทุกคนตกลงที่จะให้โปรโตคอล Layer 2 ใช้ที่อยู่ IP แล้วคุณก็ยังต้องใช้ที่อยู่ IP สองอันหนึ่งแห่งสำหรับ Layer 2 และอีกหนึ่งชั้นสำหรับชั้น 3 ทำไม? natting หากคอมพิวเตอร์ของคุณมีที่อยู่ IP สาธารณะที่อยู่ L2 และ L3 อาจเหมือนกัน อย่างไรก็ตามหากคุณใช้ NATting แล้วที่อยู่ L2 และ L3 ของคุณจะแตกต่างกัน

ความคิดเห็นล่าสุด: เมื่อคุณบอกว่าทุกคนได้รับข้อความและผู้รับที่ไม่สนใจพวกเขากำลังพูดถึง WiFi สายอีเธอร์เน็ตไม่ทำงานเช่นนั้นอีกต่อไป มันเคยเป็นเช่นนั้นเมื่อเราใช้สายโคแอกเชียลและต่อมาเมื่อเราใช้ฮับ สวิทช์เพียงส่งข้อความ / แพ็คเก็ตไปยังพอร์ตที่เหมาะสม (เว้นแต่คุณจะทำการโจมตีพวกเขาและทำให้อิ่มตัวตารางของพวกเขา)

ที่อยู่ MAC และที่อยู่ IP ทำงานในเลเยอร์เครือข่ายที่แตกต่างกันเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน การกำจัดหนึ่งในเลเยอร์อาจทำให้เกิดปัญหาสร้างความสับสนหรือป้องกันสิ่งต่าง ๆ จากการทำงาน

สมมติว่าฉันมีฮาร์ดแวร์โบราณ (เช่นเครื่องกลึงซีเอ็นซีหนึ่งล้านดอลลาร์) ที่พูดIPXเท่านั้น ในเครือข่าย IP เท่านั้นของคุณใครจะพูดกับมันได้อย่างไร หรือว่าฉันกำลังเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์ที่ไม่ได้ตั้งค่ากับเครือข่ายใหม่ ในกรณีที่ไม่มีที่อยู่ MAC เซิร์ฟเวอร์ DHCPจะบอกคอมพิวเตอร์ของฉันได้อย่างไรว่าจะใช้ที่อยู่ IP ใด

สมมติว่าฉันมีเซิร์ฟเวอร์ที่มีการเชื่อมต่อสี่กิกะบิตไปยังสวิตช์แกนหลักซึ่งรวมอยู่ในการเชื่อมต่อเสมือนเดียว ในเครือข่าย MAC เท่านั้นของคุณที่อยู่เซิร์ฟเวอร์ของฉันคืออะไร หรือว่าฉันมีคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อผ่านโมเด็ม PPPoAและไม่มีที่อยู่ MAC ทุกคนสามารถเชื่อมต่อกับมันได้อย่างไร?

อืมฉันคิดว่าสิ่งนี้สามารถใช้งานได้จริง ๆ แล้ว (ฉันทำเสร็จแล้ว / ส่งมอบที่อยู่ MAC); อย่างไรก็ตามถ้าสิ่งนี้ได้ทำไปแล้วคุณจะต้องซื้อฮาร์ดแวร์ใหม่สำหรับ IPv6 และมีแนวโน้มว่าจะไม่ทับซ้อนกัน ดังนั้นในทั้งหมดฉันไม่ชอบผลที่ตามมา

ฉันใน IP ย่อมาจากInternetworkingพิธีสาร

ความหมายของ IP นั้นควรจะไม่เหมือนใครในทุกเครือข่ายทั่วโลก

ที่อยู่ IP ควรจะอยู่ในระดับโลกอย่างแท้จริง ถ้าคุณส่งปริมาณการใช้งานไปที่ 9.9.9.9 มันควรจะไปที่ใดก็ตามที่ 9.9.9.9 ไม่ว่าที่ไหนในโลก 9.9.9.9 เป็นทางกายภาพหรือเครือข่ายใดที่ใช้งาน 9.9.9.9

(สิ่งนี้ค่อนข้างเสียเนื่องจาก NAT เมื่อ TCP / IP ถูกประดิษฐ์ NAT ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของแผนเดิมและเป็น "แฮ็ค" จนกว่า IPv6 จะแพร่หลายมากขึ้นในตำแหน่งที่ไม่จำเป็นแกล้ง NAT ไม่เข้าใจ คำตอบนี้)

ที่อยู่ MAC ควรจะไม่ซ้ำกันเฉพาะในเครือข่ายท้องถิ่นที่โฮสต์อยู่ ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อให้สามารถสื่อสารระหว่างสิ่งที่ไม่ได้อยู่ในเครือข่ายท้องถิ่นเดียวกัน ดังนั้นจึงมีข้อ จำกัด ทางกายภาพที่สันนิษฐานว่ามีที่อยู่ MAC แต่ไม่มีข้อ จำกัด ดังกล่าวกับที่อยู่ IP

TCP / IP ขึ้นอยู่กับแนวคิดที่:

• มีเครือข่ายท้องถิ่นที่ระบบสามารถพูดคุยกันโดยตรงโดยไม่ต้องมีเราเตอร์
• บางครั้งคอมพิวเตอร์ในเครือข่ายหนึ่งต้องการคุยกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นและต้องการเราเตอร์ทำเช่นนั้น

หากกลไกพื้นฐานอื่นมีอยู่โดยที่แนวคิดทั้งสองข้างต้นไม่ได้ใช้ IP และ MAC จะไม่จำเป็นต้องใช้เหมือนในปัจจุบัน

หากคุณกำลังออกแบบโพรโทคอลหรืออย่างอื่นที่ไม่จำเป็นต้องพูดคุยกับเครื่องนอกเครือข่ายท้องถิ่นเดียวกันเป็นความคิดที่ดีที่จะติดกับที่อยู่ MAC ฉันคิดว่า ATA ผ่านโปรโตคอลอีเธอร์เน็ตเป็นเช่นนี้เพราะมันถูกออกแบบมาเพื่อให้สามารถแชร์ไดรฟ์ ATA ในเครือข่ายเดียวกันและไม่ได้ผ่านอินเทอร์เน็ตเพื่อความปลอดภัย

ฉันเพิ่งมีความคิดที่คล้ายกัน แต่ฉันรู้ว่าคุณต้องการเลเยอร์ MAC ไม่ได้มีไว้เพื่อวัตถุประสงค์ในการเปลี่ยน!

ปัญหาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้คือคุณมีนอกเหนือจากโปรโตคอล IP ถึงแม้ว่าเรากำลังพูดถึง IP แต่ก็มี IPv4 และ IPv6 อุปกรณ์เครือข่ายรู้ได้อย่างไรว่ามันเป็นอุปกรณ์ใด? ดังนั้นคุณต้องใช้ MAC เป็นเลเยอร์เริ่มต้นในฟิลด์โพรโทคอลของมันเป็นเลเยอร์ถัดไปซึ่งจะบอกให้คุณทราบว่าอะไรคือสิ่งที่ถูกนำไปใช้กับ MAC

คุณกำลังติดขัดโดยคิดเพียงแค่เลเยอร์ OSI เดียว IP ใช้งานได้เพียงเพราะ Ethernet (และอื่น ๆ ) มีอยู่ในลักษณะเดียวกับที่อีเทอร์เน็ตมีอยู่เท่านั้นเนื่องจากมีสายทางกายภาพเพื่อรับส่งข้อมูล ไม่ใช่ "IP หรือ MAC" - การกำหนดเส้นทางการรับส่งข้อมูลต้องใช้ที่อยู่ MAC ในการทำงาน: เทคโนโลยี IP (รวมถึงเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องและไม่เกี่ยวข้อง) ตั้งอยู่ด้านบนของสิ่งนั้น คุณไม่สามารถแลกเปลี่ยนสิ่งอื่นได้

IP แบบไดนามิกเพื่อนของฉัน! ในสภาพแวดล้อมท้องถิ่นของคุณ (บ้านวิทยาลัยหรือที่ทำงาน) คุณมีการตั้งค่าเครือข่าย ไม่ได้เชื่อมต่อโดยตรงกับอินเทอร์เน็ต (ด้วยตัวพิมพ์ใหญ่ 'I') แต่ผ่านเราเตอร์ เราเตอร์นี้ได้รับ IP แบบไดนามิก (ในกรณีส่วนใหญ่เว้นแต่ว่าคุณจะมีหนึ่งคงที่) จาก ISP ของคุณและกำหนดที่อยู่แบบไดนามิก (เหมือนกัน 'แต่' ตามข้างบน) ไปยังคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่เชื่อมต่อ ทำไมถึงทำอย่างนั้น? ในบรรทัดเพื่อให้บริการแก่ผู้ใช้มากกว่า IP ที่คุณมี สิ่งนี้คือคุณจะต้องสามารถระบุ MacBook Pro (: D) ของคุณในคอมพิวเตอร์อื่น ๆ ทั้งหมดดังนั้นคุณต้องมีที่อยู่ UNIQUE ไม่ใช่ที่อยู่ไดนามิก / ที่ใช้ร่วมกัน นั่นคือแม็คของคุณ และนั่นคือเหตุผลที่คุณต้องการมัน

คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่