ip地址是否可以取代mac地址，Fibre Channel over IP是否只使用ip地址進行通信？
ip地址就可以定位一個網路終端，是否可以取消mac地址？與網路層和ip地址相比，數據鏈路層和mac地址起到了怎樣不同的作用，是否必要？
題主的意思應該是想取消網路模型里的數據鏈路層，把網路層（IP）和數據鏈路層（MAC）合併。
確實，少一層可以節約很多不必要的計算，比如MAC層有幀校驗，合併以後就沒必要了，計算的複雜度可以降低，而且可以省掉一些資源和幀頭。
事實上，如果網路模型足夠簡單，比如兩台設備組成的點對點網路，物理層之上省掉一些中間層次是絕對可行的。早年的互聯網也沒有這麼多的層次（參見：https://en.wikipedia.org/wiki/Interface_Message_Processor ），ISO-OSI模型都是後來提出的。只是隨著網路規模的不斷擴大，網路內部大量不同的設備都要互聯，才有了各種中間層次的需求。
網路的傳輸本質就是把數據從源經歷若干節點傳輸到目的地，IP地址需要解決的是標識一個全局的源-目的地的機制，也就是建立一個完整的傳輸路徑。鏈路層需要解決的是，數據會經過若干節點（路徑），鏈路層要保證數據能夠在不同節點（路徑）之間正確傳輸。
數據從源傳輸到目的地，中間可能經過雙絞線、光纜、串列鏈路等多種類型的傳輸介質或者網路類型，每種介質的MTU可能是不一樣的，linkup/linkdown的機制也可能是不一樣，這就需要每個負責轉發的節點需要判斷下一條是否存在，以及如何把數據重新打包發給下一跳。
這個動作如果在IP層實現，也並非不可行（IP層有拆分機制），但會讓IP層變得臃腫。
IP層的限制：
1. 沒有MTU機制。
2. 不具備探測鄰居節點是否存在的能力（尤其是串列鏈路）。
3. 不具備針對兩個傳輸節點之間的流量控制能力。
因為有以上的限制，所以最佳的方法就是在每兩個傳輸節點之間，根據網路類型、介質類型設計一套針對性的協商-傳輸機制，也就是數據鏈路層。同時，這套傳輸機制可以把內部的廣播信息限制在兩個節點之間。有了這樣一套設計，IP包從源到目的地的過程中，就可以不必過分關注中間經歷了哪些節點，哪些類型的網路，實現了功能上的分離。
因為有了鏈路層的設計需求，所以才有了MAC地址這種東西，但鏈路層的功能不僅僅是MAC地址。比如節點間的流量控制，對於廣域網來說就很重要，區域網可能是千兆帶寬，但出口只有十兆，這種情況下，廣域網出口上就需要有針對出口的流量控制，對於乙太網來說就是PAUSE幀，而如果只靠TCP/IP來控制流量就太複雜並且開銷太大了。
至於其它回答里提到的一些觀點，我個人不太贊同：
比如DHCP、ARP，這些都是基於鏈路層發展出來的，並不是因為有了這些才必須有鏈路層，而是有了鏈路層才有了這些協議；
IP地址並非全球唯一，這不是鏈路層存在的理由，解決重複地址通信的問題用的是NAT，跟鏈路層技術無關；
隔離廣播域是鏈路層的一個輔助作用，但也不是鏈路層存在的必要理由，畢竟IP地址也有子網的概念；
所以結論就是，如果網路模型足夠簡單，確實可以省掉鏈路層，但就是因為現在的網路太複雜了，所以鏈路層不可缺少。
不行，這是由MAC和IP的特性決定的。隨便列幾個理由：
- MAC是全球統一標識，在製作網路硬體的時候分配給廠商，廠商保證每設備MAC唯一。IP是專門機構管理並分配，硬體廠商分配不到也無法管理，無法保證唯一性。
- 工作在不同層次導致了IP之間需要得知路由才能通信，MAC之間直接假定是直連的網內，直接區域網定址通信。
- MAC自配置，IP需要手工指定或者DHCP，需要對網路的拓撲有所了解。
按照你的假設，如果用IP作為數據鏈路層地址，上面1和2的問題從地址定義和定址方式做出變更而上解決。但2裡面的定址方式，恐怕不可能從鏈路層解決，即使解決了，對上層協議的路由表也會是一個災難。3的話恐怕就直接無法解決。
對於網路協議理解越深，就越能體會到分層的重要。題主提出這個問題，恐怕就是因為還沒能體會。這方面的理解，其實是對於網路實際使用中逐漸加強的。即是說，現在不理解沒關係，不需要一定要想出這樣做的理由。
對於協議棧分層，我個人有一個經驗性的概括：越是上層的協議，為了實現更複雜的功能，其抽象出來的概念越多，使得需要的配置的項目就越多。
舉例來說：
- 物理層一根網線連上就能工作；但是如果僅有物理層，那世界就是：我在這頭，你在那頭。然後就沒誰了...
- 引入數據鏈路層，假定都是乙太網，通過MAC地址之間通信。就可以用HUB或者二層交換機連接在一起了；那世界是這樣的：不只有你我，還有很多鄰居，大家共住地球村...
- 三層配IP，引入路由 -- 有村有鎮有市有省有國家
- 四層加埠，抽象出連接 -- 不僅能走路，還能火車飛機輪船，跨著太平洋都能對話
- 5-7各種抽象協議代表不同數據流 -- 自己類比吧我編不出來了。
總結下來一句話：每一層干每一層的事兒。層與層之間不是不能壓縮合併或替代，而是這樣幹了就不方便了。這是一個工程上的問題。
不可以。
把Mac想像成身份證，Ip想像成居住地址。就可以發現除非確保設備永不移動，否則是不能去掉其中一個的。
被邀請，試著回答一下。
* 有時候一個 IP 並不唯一對應一個網路終端，參考 Virtual IP address
* 在任何一個網路中，網卡都能夠根據自身 Mac 地址決定當前幀是否丟棄，如果改用 IP 地址來判斷，恐怕換個網路就要給網卡重新寫入一個ID
* 對路由器而言，一個幀中的目的 IP 地址並不是路由器，僅僅是幀的目標 Mac 地址是路由器的 Mac 地址，可見，我們也會期望非目標IP的網路終端也接收和處理我們的數據包
實際上 IP 是網路層概念，Mac 地址是數據鏈路層概念，兩個層級各司其職，各有各的作用，用 IP 取代 Mac 存在太多問題了，不再列舉..
謝邀。
個人拙見，拋磚引玉。
mac和ip在現有網路架構上的應用是基於tcp/ip的技術框架決定的，mac提供了數據鏈路層的定址基礎，而ip則成為了網路層的唯一標識。
ok，繼續回到題主的問題，ip代替mac成為定址的唯一標識，我個人認為是可以實現的，但要基於兩個前提：
1 通訊方式打破現有的tcp/ip框架，關鍵是取消數據鏈路層的存在，整體網路中的定址工作都有網路層中的ip地址來完成。
ip層解決的是『異構』網路的互聯。
互聯網中，區域網可能有多種類型，如乙太網、令牌環網、等各種類型的網路，它們的鏈路層都是不一樣的，mac地址也是不同類型的。
為什麼各種各樣的網路實現都能互聯，就是靠的這樣的分層設計：
現實世界中，物理層的網路實現千差萬別，所以大家都遵守mac層的協議，在傳輸時將數據分服裝為ip報文，這樣大家都可以互通。 所以從字面意義上就可以理解為什麼這一層叫做『媒體接入層』，即每種媒體都有一套實現，它們按照規範接入接入到ip網路，實現互聯。 嗯，『互聯網』。
高票答案挺接近的了。
有個數據鏈路層的原因有如下幾條：
歷史的原因。因為一些既得利益者的推動，乙太網發展的又快又便宜，現成的晶元又便宜又好使。
專業分工的原因。七層協議模型的建立就是為把複雜的通信通過垂直分層而簡化，數據鏈路層面對的問題總要有辦法解決。乙太網從來不是所有場合下性能最好的，但一直是最便宜的。
最後一個就是標準化的問題。相對於ip,，乙太網解決的問題相對簡單，標準化程度高，因而各廠家互通容易，市場上不被壟斷，有線通信的終端都會努力支持。
以上幾條原因是互相糾纏的，共同造就了乙太網的地位。
如果直接用ip通信，你要逐個回答下面這些問題：
用什麼介質，光？電？
並行還是串列？通信距離？通信可靠性？保密要求？對外干擾容忍度？對外輻射程度？
是否編碼？是否編址？是否要容錯糾錯？是否重傳確認？
是否兼容非ip應用？
以上的問題在ip領域都沒有標準，如果你仔細從零構造出一個方案的話，我相信你最後會發現不如直接用乙太網。
補充一下，從七層協議的角度解釋一下數據鏈路層的作用以及與網路層的區別。
！適配物理層。概要的說，在數字通信中物理層負責正確的傳送一個一個的0和1。網路層不關心物理層，被數據鏈路層隔離，就是通過分層降低通信複雜度。在這裡，數據鏈路層傳送一籃子的0和1。他們管這個籃子叫frame。數據鏈路層要保證這些籃子整個無錯的被傳送。
！鏈路層的編址，定址。理論上，鏈路層的地址是局部的，乙太網那種全球唯一是個巧合，在每個乙太網中都是只管自己的。網路層的地址是全局的。
！鏈路層的復用分用，qos和流控。
！為網路層提供服務。這是層次模型最說不清楚的地方：算鏈路層，網路層還是2.5層呢？具體工作包括定義鏈路層的籃子怎麼裝網路層的信，可能多個籃子裝一封信也可能一個籃子裝多封信；鏈路層地址和網路層地址的解析和翻譯；
mac是真實地址，工作在數據鏈路層
ip是邏輯地址，工作在網路層
Fibre Channel over IP 是 FCoE 嘛?
據我所知,好像FCoE用以太的二層但三層封裝的並不是ip報文..........
數據鏈路層要有地址，根據分層原則，數據鏈路層不能使用ip層的地址，只能合併數據鏈路層和ip層，鏈路層對ip層是多對一關係，這樣的話合併後的層需要包括ip層和各種鏈路層。
如果用IP地址代替MAC，那個每個終端就要寫入唯一的IP地址了，現在IPV4的地址根本就不夠用啊。而且這樣的話現在的路由器也都用不了了，還有路由也是個問題
在一個區域網內，可以開發一種協議，只使用ip地址進行通信。但是現實里的使用場景比較複雜，還是需要用MAC地址和ip地址同時使用才行。
路由器串口就只有ip地址沒有mac地址。
網卡要通過mac地址硬體定址，如果把這個工作交給ip協議來做，那操作系統的負擔就太大了。
就拿交換機舉例子 你見過二層交換機有IP地址的么。。。。所以啊 只有IP是不行的
去看看DHCP工作原理就知道了 ARP協議作用 網路分層很重要
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