Hvorfor trenger Ethernet / MAC-adresser?

Hvis du fortsatt er ny på hele nettverkssaken, kan det være litt overveldende når du først begynner å lære om ulike typer adresser involvert og hvordan de jobber sammen. Dagens SuperUser Q & A innlegg søker å rydde opp forvirringen for en nysgjerrig leser.

Dagens Spørsmål & Svar-sesjon kommer til oss med høflighet av SuperUser-en underavdeling av Stack Exchange, en fellesskapsdrevet gruppering av Q & A-nettsteder.

Bilde med lov av Wikipedia.

Spørsmålet

SuperUser leser user2449761 ønsker å vite mer om behovet for Ethernet / MAC-adresser:

Jeg forstår ikke hvorfor Ethernet / MAC-adresser er nødvendig. Sikkert kunne alle datamaskiner bare være koblet til et enhetlig nettverk og bruke IP-adresser til å kommunisere?

For eksempel er det følgende mekanisme i Ethernet:

• En datamaskin med IP-adressen 192.168.1.1 (X.1) vil sende en pakke til adressen 192.168.1.2 (X.2).
• X.1 bruker ARP for å få MAC-adressen til X.2.
• For å gjøre det, må X.1 sende en pakke til alle datamaskiner i nettverket, og bare en vil svare.
• X.1 får en MAC-adresse og sender pakken.

Det ville være enklere å bare gjøre det i ett trinn:

• X.1 sender en pakke til alle datamaskiner i nettverket, og bare X.2 vil behandle det, de andre vil ignorere det.

Mitt andre spørsmål er: Hvorfor er IP-adresser nødvendig hvis alle enheter har unike MAC-adresser?

Hvorfor er det behov for Ethernet / MAC-adresser?

Svaret

SuperUser-bidragsyter Paul har svaret for oss:

De forskjellige nettverkslagene er der for å tillate dem å byttes for ulike teknologier. De to lagene du snakker om her er lag 2 og 3. Lag 2 i dette scenariet er Ethernet - hvorfra MAC-adresser oppstår, og Lag 3 er IP.

Ethernet fungerer bare på lokalt nivå mellom nettverksenheter som er koblet til en "datalink" i et kringkastingsnettverk, mens IP er en ruterbar protokoll og kan målrette enheter på eksterne nettverk.

Kravene til hvert av disse lagene er forskjellige. Ethernet spesifiserer en familie av teknologier som tillater at pakker sendes og mottas mellom nettverksenheter, mens IP definerer en protokoll som tillater pakker med data å krysse flere nettverk.

Det er heller ikke avhengig av det andre, noe som gir nettverkets fleksibilitet. For eksempel kan du velge å koble til Internett-tjenesten din via IP over Ethernet, men i ditt interne nettverk kan du velge å bruke IP over papir (hvor noen skriver ned innholdet i hver pakke og fysisk går det over til en annen maskin og skriver den inn). Klart dette ville ikke være spesielt fort, men det ville fortsatt være IP, forutsatt at personen som bærer rundt biter av papir-respekterte IP-rutingsregler.

I den virkelige verden er det forskjellige datalinkprotokoller som du allerede bruker (selv om adresseringsordninger er de samme): 802.3 - Ethernet og 802.11 - Wi-Fi.

IP bryr seg ikke hva det underliggende laget er. På samme måte kan IP byttes ut for forskjellige nettverkslagringsprotokoller (forutsatt at det skjer for alle deltakere) som ATM (Asynchronous Transfer Mode).

Selv om det ikke er noe som hindrer direkte etableringen av en protokoll som omfatter både lag 2 og 3, ville det være mindre fleksibelt, mindre attraktivt og derfor usannsynlig å bli brukt.

Sørg for å lese gjennom resten av den livlige diskusjonstråden via lenken nedenfor!

Har du noe å legge til forklaringen? Lyder av i kommentarene. Vil du lese flere svar fra andre tech-savvy Stack Exchange-brukere? Sjekk ut hele diskusjonstråden her.