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  • 为什么同时需要ip地址和mac地址

    千次阅读 2019-11-19 11:45:15
    一、有了mac为什么还需要ip 有唯一mac固然可以寻址,但是却不方便。mac地址是出厂自带的,至于后续设备到了哪里都是不可控的,所以mac没有规律可循。就好像快递员只用身份证号找人,由于人口是流动的,不一定就待在...

    理论上说找一个东西需要且只需要一个唯一标识,所以说ip和mac的功能似乎重复了。但是出于便捷和历史原因,他们却共存到了今天。

    一、有了mac为什么还需要ip

    有唯一mac固然可以寻址,但是却不方便。mac地址是出厂自带的,至于后续设备到了哪里都是不可控的,所以mac没有规律可循。就好像快递员只用身份证号找人,由于人口是流动的,不一定就待在身份证号上的户籍地址,所以寻找难度过大。ip的优势正在于此。因为ip地址是可变的,且分为网络地址和主机地址,每一个接入网络的设备由DHCP服务器自动分配ip地址,同一个子网中的ip前几位是一样的,空间上靠近的设备ip前几位一样大大方便了寻址过程,再也不用满世界去找了,可以先找到子网,再在子网内找设备。

    二。有了ip为什么还需要mac

    (1)ip地址不是与生俱来,需要在接入网络后设备发送广播请求ip,DHCP服务器收到请求发送一个空闲的ip,设备收到回复发送租用请求,最后DHCP发送消息表示租用成功。在这个过程中由于设备还没有ip地址,所以需要mac地址来标识自己。假如同时有两个没有mac的设备接入网络,同时请求ip,那么DHCP服务器将不能区分是收到了两个请求还是同一个请求收到了两遍。

    (2)mac先于ip存在,tcp/ip协议诞生之前就有五花八门的网络,互相之间协议不互通,mac就是其中一个,tcp/ip在更高层次上将他们连接起来,至于底层是什么交由各自管理。后来mac接近一统江湖,但是大局已定,而且这样做并没有明显的缺点,如果改动反而是困难重重(ipv6比v4那么大的优势缺还是难以取代),所以便沿用早期设计。

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  • IP地址和MAC地址的作用相互关系

    千次阅读 2019-01-22 14:44:53
    IP地址和MAC地址的作用相互关系 关于IP地址和MAC地址相互关系以及数据包在网络中的寻址过程,这两天盘了一下,十多年前的计算机网络课程,还是没有完全忘记的 MAC地址:是实际地址硬件网卡绑定,一般不可改变,...

    IP地址和MAC地址的作用和相互关系

    关于IP地址和MAC地址相互关系以及数据包在网络中的寻址过程,这两天盘了一下,十多年前的计算机网络课程,还是没有完全忘记的

    概念说明:
    MAC地址:是实际地址和硬件网卡绑定,一般不可改变,使用在数据链路层
    IP地址:是虚拟地址,可以动态变化,使用在网络层

    国家IP地址是按照区域划分的,也就是说,网络中的路由器,接收到一个数据包后,可以srcIP中判断出,这个数据包是哪个区域发过来的,是宁波还是杭州还是上海;同时可以从destIP中判断出这个数据包是发送到哪里的,是郑州还是喀什还是珠海;

    其实IP地址在数据包实际的物理链路传输中没有任何作用,它的作用是IP地址本身包含的区域信息,根据这个区域信息,路由器可以决定下一步,将这个数据包发给对应区域的路由器

    实际的物理链路传送的是MAC帧数据包,在物理链路中IP地址是不可见的(原因:IP数据包又封装了一层,被封装到MAC帧里),只有到路由节点后,才会将IP帧从MAC帧中解析出来,获取到IP地址,来判断destIP是属于哪个区域的。

    举个栗子:我在家里,发送通过网络发送一个数据包到喀什市疏勒县

    1:数据包包含的信息:srcIP:宁波;destIP:疏勒县

    2:数据包要发送到家里的路由器,在连接家庭的路由器时候,已经对我这台电脑配置的默认网关,就是家里的这台路由器,所以数据包第一站很容易到了家庭路由器

    3:家庭路由器,解析从MAC帧中解析出IP包,检查destIP:疏勒县,属于外网,但是他不清楚疏勒县在哪里,所以他会转给下一个网关,宁波市的网关,前提是要先通过ARP协议获取到宁波市网关的MAC地址,然后将数据包重新封装MAC帧(注意这时候MAC帧中包含的MAC地址已经替换为宁波市网关的MAC地址了),通过物理链路发送到宁波的网关

    4:宁波的网关拿到MAC数据包后,先解析出IP包,获取到destIP,发现是属于疏勒县,他也不清楚疏勒县在哪里,但是他自己的默认网关杭州的IP地址
    所以通过ARP获取到杭州网关的MAC地址,重新封装MAC数据包,发送杭州网关

    5:杭州的网关接到数据包后,解析,发现是疏勒县,依然不清楚,但是从IP地址上发现属于新疆,所以转发给乌鲁木齐网关(是否可以将所有省级的网关,认为是一个局域网,杭州的网关可以通过ARP获取到乌鲁木齐的网关MAC地址)

    6:乌鲁木齐的网关,再转发给喀什市的网关

    7:喀什市的网关转发给疏勒县

    说明,以上步骤认为各个节点都是初次访问,还没有形成路由表,理想的情况是,我们家里的路由器有了这个路由信息后,直接将数据包发给疏勒县的路由网关。

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  • 为什么计算机网络同时需要IP地址和MAC地址?

    万次阅读 多人点赞 2017-03-30 16:23:35
    为什么计算机网络同时需要IP地址和MAC地址?1. 有了MAC地址为什么还需要IP地址?由于全世界存在着各式各样的网络,它们使用不同的硬件地址。要是这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作,...

    1. 有了MAC地址为什么还需要IP地址?

    由于全世界存在着各式各样的网络,它们使用不同的硬件地址。要是这些异构网络能够互相通信就必须进行非常复杂的硬件地址转换工作,因此由用户或用户主机来完成这项工作几乎是不可能的事。但统一的IP地址把这个复杂问题解决了。连接到因特网的主机只需拥有统一的IP地址,它们之间的通信就像连接在同一个网络(虚拟互连网络或者简称IP网)上那么简单方便,因为调用ARP的复杂过程都是由计算机软件自动进行的,对用户来说是看不见这种调用过程的。

    2. 有了IP地址为什么还需要MAC地址?

    a.信息传递时候,需要知道的其实是两个地址:终点地址、下一跳的地址。IP地址本质上是终点地址,它在跳过路由器的时候不会改变,而MAC地址则是下一跳的地址,每跳过一次路由器都会改变。这就是为什么还要用MAC地址的原因之一,它起到了记录下一跳的信息的作用。
    b.网络体系结构的分层模型:用MAC地址和IP地址两个地址,用于分别表示物理地址和逻辑地址是有好处的。这样分层可以使网络层与数据链路层的协议更灵活地替换。
    c.历史原因:早期的以太网只有集线器,没有交换机,所以发出去的包能被以太网内的所有机器监听到,因此要附带上MAC地址,每个机器只需要接受与自己MAC地址相匹配的包。

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  • Internet为什么需要IP地址和MAC地址?

    千次阅读 2016-05-06 22:05:53
    为什么同时需要IP地址和MAC地址?

    1 基本概念

    IP地址是Internet协议地址,每个Internet包必须带有IP地址,每个Internet服务提供商(ISP)必须向有关组织申请一组IP地址,然后一般是动态分配给其用户。

    MAC地址是Ethernet网卡上带的地址,长度为48位。每个Ethernet网卡生产厂家必须向IEEE组织申请一组MAC地址,在生产网卡时在网卡的串行EEPROM中写入一个唯一的MAC地址。


    2 为什么需要IP地址和MAC地址?

    第一种情形:宽带用户通过ADSL拨号上网

    • 用户/主机(如Host A)最初是没有IP地址的;
    • Router A(PPPoE Client)可能是tp-link无线路由器,其各个接口的IP地址也是没有的;

    (1)在Host A/B/C组成的局域网中,各个Host在获得IP地址前,是如何通信的通信的呢?如何确定某报文是不是发给自己的呢?
    (2)在实际网络中,应该有多个PPPoE Client连接到同一个PPPoE Server,PPPoE Server依赖什么区分各个PPPoE Client,如何与各个PPPoE Client建立联系呢?

    分析如上问题,感觉MAC地址是必须有的,唯一的。

    第二种情形:路由器的路由表


    从上图可以看出,路由表的每一行包含目的地址、网络掩码、下一跳IP地址等。正是由于网络掩码的存在,极大简化了路由表。


    试想一下,路由表是基于MAC地址的。 MAC地址是Ethernet网卡上带的地址,长度为48位。每个Ethernet网卡生产厂家必须向IEEE组织申请一组MAC地址,在生产网卡时在网卡的串行EEPROM中写入一个唯一的MAC地址。

    那么,某区域的所有网络设备的MAC地址是各个不同的,并且没有任何的联系。不会像IP地址是有规律的(IP地址是ISP分配的,是可以认为控制的),也就没有“网络掩码”的可能,每一台主机可能就需要一个路由表项,造成核心网路由器的路由表是巨大的,是不可以接受的。


    所以,IP地址(逻辑地址)是必要的。


    3 总结

    这个问题,其实已经想了很长时间,但也没有搞得很明白。本文仅仅从两个实际应用来看,IP地址和MAC地址都是必须的。



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为什么使用ip地址和mac地址