イーサネット/ MACアドレスが必要な理由

イーサネットMACアドレスが必要な理由がわかりません。すべてのコンピューターを統合ネットワークに接続し、IPアドレスを使用して通信することはできませんか？

たとえば、イーサネットには次のメカニズムがあります。

1. IPを持つコンピュータは、192.168.1.1（X.1）にパケットを送信したいです192.168.1.2（X.2）
2. X.1 ARPを使用してMACを取得します X.2
3. そのためにX.1は、ネットワーク内のすべてのコンピューターにパケットを送信する必要があります。1つだけが答えます
4. X.1 MACを取得してパケットを送信します

1つのステップを実行するだけの方が簡単ではないでしょうか。

1. X.1ネットワーク内のすべてのコンピューターにパケットを送信します。X.2処理するだけで、他は無視します

補足的な質問は次のとおりです。すべてのデバイスに一意のMACアドレスがある場合、なぜIPアドレスが必要ですか？

異なるネットワーク層は、それらが異なる技術のために交換することができるようにするためにあります。

ここで話している2つのレイヤーはレイヤー2と3です。このシナリオのレイヤー2はイーサネットであり、そこからMACアドレスが生成され、レイヤー3はIPです。

イーサネットは、ブロードキャストネットワーク「データリンク」に接続されたネットワークデバイス間のローカルレベルでのみ機能しますが、IPはルーティング可能なプロトコルであるため、リモートネットワーク上のデバイスをターゲットにできます。

これらのそれぞれの要件は異なります。イーサネットは、ネットワークデバイス間でパケットを送受信できるテクノロジーファミリを指定しますが、IPは、データのパケットが複数のネットワークを通過できるプロトコルを定義します。

どちらも他方に依存していないため、ネットワークに柔軟性が与えられます。たとえば、IP over Ethernetを使用してインターネットサービスに接続することを選択できますが、内部ネットワークでは、IP over ...用紙を使用することを選択できます。誰かが各パケットの内容を書き留めて、それを別のマシンに物理的に渡して入力します。明らかにこれは特に高速ではありませんが、IPルーティングルールを尊重して紙の小片を持ち歩くIPのままです。

現実の世界では、既に2つの異なるプロトコルを使用しているさまざまなデータリンクプロトコルがあります（ただし、アドレス指定スキームは同じですが）：802.3-イーサネットと802.11-wifi。

IPは、基になる層が何であるかを気にしません。

同様に、IPはさまざまなネットワーク層プロトコルにスワップアウトできます（すべての参加者に発生する場合）。などのATM。

レイヤー2とレイヤー3の両方を含むプロトコルの作成を直接妨げるものは何もありませんが、柔軟性が低く、魅力が低く、使用される可能性は低いでしょう。

パケットを処理するか無視するかのこの決定はどこで行われますか？本当に満足できる答えはありません：

1）スイッチで？それは、どのコンピューターがどのパケットに関心があるかを決定するすべてのプロトコルをスイッチが理解する必要があることを意味します。これにより、スイッチのコストが増加し、速度が低下するだけでなく、IPプロトコルの変更が困難になります。

2）イーサネットインターフェイスのハードウェアで？すべてのデータパケットをすべてのマシンに送信する必要があるため、これによりネットワークが非常に遅くなります。WiFiのような技術や、低速のブリッジを使用したネットワークのブリッジングは不可能です。異なる速度で相互運用するイーサネットを実行することは不可能です。IPv6やIPマルチキャストなどの技術では、すべてのイーサネットエンドステーションに展開するためにハードウェアを変更する必要があります。

3）ソフトウェアで？まあ、これは非常に多くのネットワークインターフェイス割り込みを処理する必要があるため、コンピューターの速度が大幅に低下します。上記のすべてのブリッジング、VPN、およびWifiの問題も問題になります。

これらはすべて、IPなしではイーサネットを使用できなくなり、IPを変更するにはイーサネットの変更が必要になることを意味します。うん。

懸念の分離は良好です。

IPアドレスとMACアドレスは、インターネットプロトコルスイートの異なる層で動作します。MACアドレスはレイヤー2の同じブロードキャストネットワーク内のマシンを識別するために使用され、IPアドレスはレイヤー3で異なるネットワーク全体のマシンを識別するために使用されます。

コンピューターがIPアドレスを持っている場合でも、すべてのレイヤーが下位レイヤーを使用しているため、同じネットワーク上の他のマシンを見つけるためにMACアドレスが必要です。前述のページで、プロトコルスイートを詳細に説明するいくつかの素晴らしい図を見つけることができます。

イーサネットネットワークのサイズが大きくなると、輻輳の問題に直面します。これにより、ネットワークが停止し、遅延が発生する可能性があります。これは、サブネットの概念をもたらした要因の1つです。しかし、サブネットでは、ルーターと呼ばれる追加のエンティティが必要です。これにより、あるサブネットのマシンから別のサブネットのマシンにパケットが移動できるようになります。

イーサネットケーブルがまたがる距離は、特定の制限を超えると送信の成功を制限する可能性があるため、もう1つの大きな懸念事項です。これにより、ハブ/リピーターの形でさらに新しいエンティティが導入されました。

すべての通信メカニズムが通信にMACアドレスを使用するわけではないことに注意してください。PPP＆HDLCは、識別にMACアドレスを使用しません。

また、一部のネットワークではイーサネットを使用しないことに注意してください。トークンリングネットワークには、異なるデータリンク層が必要です。

ネットワークBのデバイスのMACアドレスを介してアドレス指定することにより、ネットワークAからネットワークBのデバイスにパケットを送信すると、ネットワークA自体でドロップされます。ネットワークAとネットワークBの間にルーターがある場合でも、ルーターは、IPアドレスが異なるMACアドレスに宛てられたパケットを受信することにより動作するため、パケットをドロップします。

上記のシナリオから、さまざまなローカル/プライベートネットワークのために、インターネットがフラットネットワークではないことは明らかです。また、送信元と宛先の間にさまざまなネットワークエンティティがあります。

インターネットはフラットネットワークではないため、MACアドレスはすべてのタイプの通信に使用されるわけではなく、一部のネットワークではイーサネット以外の異なるデータリンクレイヤーが必要であるため、ノードの場所やネットワーク層で達成されます。

また、https：//stackoverflow.com/questions/26290069/arp-vs-ip-why-do-we-need-bothの同様の議論を参照してください

他の人が説明したように、ローカルネットワークの輻輳制御にはレイヤ2プロトコルが必要です。レイヤー3は、ネットワーク間のルーティングとアドレス指定に使用されます。

そうは言っても、有効な質問は次のとおりです。なぜ両方のレイヤーが同じアドレス指定スキームを使用できないのですか？

最初の回答：他の人が述べたように、これによりL2および/またはL3テクノロジーを切り替えることができ、すべてが引き続き機能します。

2番目の答え：誰もがレイヤー2プロトコルでIPアドレスを使用することに同意したとしても、レイヤー2とレイヤー3の2つのIPアドレスを使用する必要があります。NATting。コンピューターにパブリックIPアドレスがある場合、L2アドレスとL3アドレスは同じである可能性があります。ただし、NATtingを使用する場合、L2アドレスとL3アドレスは異なります。

最後のコメント：全員がメッセージを受信し、受信者以外がそれらを無視すると言うとき、あなたはWiFiについて話している。有線イーサネットはもうそのようには機能しません。以前は、同軸ケーブルを使用したときと、後でハブを使用したときのようになりました。スイッチはメッセージ/パケットを適切なポートにのみ送信します（攻撃を実行してテーブルを飽和させない限り）。

MACアドレスとIPアドレスは、異なる目的のために異なるネットワーク層で動作します。いずれかのレイヤーを削除すると、問題が発生したり、混乱が生じたり、作業が妨げられたりする可能性があります。

IPXのみを話す古代のハードウェア（100万ドルのCNC旋盤など）があるとしましょう。IPのみのネットワークで、だれかがそれとどのように通信しますか？または、未構成のコンピューターを新しいネットワークに接続しています。MACアドレスがない場合、DHCPサーバーはどのIPアドレスを使用するかをコンピューターに伝えることができますか？

バックボーンスイッチへの4つのギガビット接続を備えたサーバーがあり、単一の仮想接続に集約されているとします。MACのみのネットワークでは、サーバーのアドレスは何ですか？または、PPPoAモデム経由でコンピューターを接続していると言いますをているが、MACアドレスを持っていないます。誰でも接続できますか？

うーん、これは機能するようになったかもしれないと思います（実際に/ done /にMACアドレスを割り当てました）。ただし、これが行われた場合、IPv6用の新しいハードウェアを購入する必要があり、重複はおそらくなかったでしょう。だから、私は結果が好きではありません。

IP のIは、インターネットワーキングプロトコルの略です。

IPの意味は、全世界のすべてのネットワークの中で一意であると想定されています。

IPアドレスは文字通りグローバルであると想定されています。9.9.9.9にトラフィックを送信する場合、9.9.9.9が物理的にどこにあるか、9.9.9.9が物理的にどのネットワークにあるかに関係なく、9.9.9.9はどこにでも到達するはずです。

（これは、NATにより多少壊れています。TCP/ IPが発明されたとき、NATは当初の計画の一部ではなく、IPv6が不要な場所に普及するまで「ハック」です。この答え。）

MACアドレスは、ホストが存在するローカルネットワークでのみ一意であると想定されています。同じローカルネットワーク上にないもの間の通信を許可するようには設計されていません。そのため、MACアドレスには物理的な制限がありますが、IPアドレスにはそのような制限はありません。

TCP / IPは、次の概念に基づいています。

• ルーターを使用せずにシステムが互いに直接通信できるローカルネットワークがあります。
• あるネットワーク上のコンピューターは別のネットワーク上のコンピューターと通信したい場合があり、そのためにはルーターが必要です。

上記の2つの概念が適用されない別の基本的なメカニズムが存在する場合、現在のようにIPとMAC​​は必要ありません。

同じローカルネットワークの外部にあるマシンと絶対に通信する必要のないプロトコルまたは他の何かを設計している場合は、MACアドレスのみを使用することをお勧めします。ATA over Ethernetプロトコルは、セキュリティ上の目的でインターネットを介さずに、同じネットワーク上のATAドライブを共有できるように設計されているため、このようなものだと思います。

似たような考えがありました。しかし、私はあなたがMAC層を必要とすることに気づきました。切り替え目的でもない！

避けられない問題は、IPについて話している場合でも、IPv4とIPv6がありますが、IPプロトコル以外のものがあることです。ネットワーキングデバイスは、どのデバイスであるかをどのようにして知るのですか？そのため、MACをブートストラップ層として必要とします。そのプロトコルフィールドには次の層があり、MACを介して伝達されるものがわかります。

単一のOSIレイヤーについて考えるだけで行き詰まってしまいます。IPは、イーサネット（およびその他）が存在するためにのみ機能します。これは、トラフィックを伝送する物理的な配線があるためにイーサネットのみが存在するのと同じ方法です。「IP または MAC」ではありません。トラフィックのルーティングには、 MACアドレスが機能する必要があります。その上に、IPテクノロジー（およびその他の関連および非関連のテクノロジー）があります。単純に交換することはできません。

ダイナミックIPは私の友人です！ローカル環境（家、大学、職場）でネットワークを設定しています。インターネットに直接接続されず（大文字の「I」で）、ルーターを介して接続されます。このルーターは、ISPから動的IP（ほとんどの場合、静的IPがない限り）を取得し、接続されているすべてのコンピューターに動的（上記と同じ「しかし」）アドレスを割り当てます。どうしてそんなことをするのですか？並んで、あなたが持っているIPよりも多くのユーザーにサービスを提供する。問題は、他のすべてのコンピューターでMacBook Pro（：D）を識別できる必要があるため、動的/共有アドレスではなく、一意のアドレスが必要なことです。それがあなたのMacです。そして、それがあなたがそれを必要とする理由です。

ここでさらに読むことができます