網卡為什麼要用MAC地址而不直接復用IP地址？（有沒有IP地址標識的網卡？）

01-15

學習網路的時候，教科書在表現IP地址的偉大時，喜歡設問為什麼IP地址重要，而不能直接用計算機網卡的MAC地址進行網際互聯。其實的解釋有物理網路有很多種，而新的抽象層次能夠聯通不同類型物理網路，並向上層提供統一的IP介面。
可是，我自己上網查了查資料，看到TCP/IP協議早在在1973年左右發明阿帕網的人提出了，當時乙太網還沒有發明或普及。乙太網是Xerox的人在1976年左右發明推廣的（
在1976年，梅特卡夫和他的助手David Boggs發表了一篇名為《乙太網：局域計算機網路的分散式包交換技術》的文章。 )。
所以這裡有幾個疑問：
1.在乙太網出現之前，阿帕網（互聯網前身）如何做互聯的？是不是僅僅用IP地址做機器的標識和定址。

2.如果是，IP地址能夠識別不同的機器和互聯，為什麼在後面又要發明一套MAC地址呢？總感覺每個報文通信，都要在IP和MAC之間做一次轉換是一件特浪費資源的事情，而且還多出來了複雜的協議和機制如DHCP、ARP等。
3.聽說現在的IPv6，因為地址空間巨大，所以在IPv6地址裡面直接賦予幾個欄位可以完全復用網卡的MAC地址，這樣做不會產生問題嗎？
4.
如書上所說，分層思想很重要，那socket編程的時候，為什麼一個結構體要把IP地址和TCP埠都做到裡面去，而不對每個層次都設計一個抽象結構呢（TCP socket和IP socket）？分層和跨層，各自的依據到底是什麼呢？
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看了以前的問題，描述的有些不清楚，所以又修改了一下。對於第2個問題：IP和MAC的分開，@羅曙暉的答案說是因為要完成位置標識和個體標識兩種功能，覺得最為透徹；而對於第4個問題，@

長風說，是為了在編程時避免引入不必要的複雜性，也相當有道理。還有其他知友的很有見地的見解，我也多多受教了，謝謝大家。

謝邀，就說一點，mac地址是和位置無關的，所以是不可路由的，舉例來說，你的筆記本ｍａｃ為xxx:xxxx...，原來在上海，現在出差到了北京，mac地址不變，那別人怎麼訪問你呢？一種方法是類似於gsm網路裡面使用hlr來搞定，現在的移動ip里有類似的方案，一種就是全部採用明細的路由，即整個internet上都是全掩碼的路由，這是不可能的。。。。

順便再提一句，ipv6里的地址就是前綴＋mac地址構造的，但是前綴也是必須的。

再提一句：ip網路里一個很大的問題就是，ip地址僅僅代表了位置，而不代表身份，所以帶來了很多問題。

1、回答不了你的第一個問題，我也一直疑問，其實只用ip地址在區域網里定址是完全可行的，為什麼還要加MAC協議？估計是政治、歷史、商業的原因，3Com公司不就是因為這個東西強大的嗎。

2、第二個問題可以回答，很簡單，IP層和TCP層做的事情不一樣，一個是路由定址，一個是控制流量、保證數據正確等。將不同的功能按層次劃分出來，思路清晰，下層對上層透明，就是分層的好處。對於我們使用socket編程可能看不出什麼優勢，TCP以下都是一層，甚至對於使用網路框架編程的人來說，HTTP以下都是一層。但是對於其他人，比如路由器生產者，他只關心IP，如果沒有單獨的IP層，編寫路由程序那就太麻煩了。

首先在不同區域網之間發送數據包，必須要有路由定址，也就是IP地址，以及IP地址級別的劃分，既然這個功能不可缺少又相對獨立，為什麼不把他獨立成一層，對上對下都透明？然後數據包到達了目的主機，中間一個包丟了或者出錯怎麼辦？兩個包因為網路堵塞到達的順序不一致怎麼辦？等等這些問題就引出了TCP層。

兄弟，別聽他們瞎BB, 都學傻了

你把家裡交換機改一下，二層功能關了，報文來了就看IP, 絕對可行。

這裡面主要有歷史原因，mac層面當初還要承載不同協議，不止IP, 當年比較流行IPX...現在誰還用其它的二層協議啊。。。別拿一些必須的二層來抬杠。

除了你家，數據在大網上都根據IP路由，進了你家一樣根據IP找mac,看看mac在哪個埠，然後才決定往哪個埠發送。。這完全是脫褲子放屁，根據IP找埠不就完了。。。交換機還快很多。

哪天咱們搞個純IP網路，每個報文節省14位元組。。。全球平均節省多少電量。。。這是對全人類的一大貢獻。。。運營商可能說：挖草，又要換設備？！

但是注意，IP傳輸的本質就是找目的IP的位置，就像送快遞一樣，你的IP必須在固定範圍內，不能帶出特定網路。就像你在家有地址，在公司有地址。mac呢，全球唯一識別id, 不知道還能撐多久，意義不大，對某些敏感瓷國家特別有意義。沒有mac整個別的協議，給設備拿到ip就行。

反正現在你基本用不上二層的數據，發微信看視頻都是三層的，二層信息基本上就是雞肋！

因為這兩個東西不是一撥人搞的，只是後來迫於世俗壓力而在一起了。

至於OSI七層協議模型什麼的，只是事後用來證明當初結合的合法性而已，並沒有什麼卵用。

IP地址好比你家的門牌號碼，你住在不同的地方就有不同的門牌號碼。郵局給你送信的時候根據你的門牌號碼（當然還有其他地址信息）找到你的位置。

MAC地址好比你的身份證號碼，一般不會改變。但是知道你的身份證號碼是沒法找到你的，因為身份證號碼和地理位置信息無關。

MAC和IP的區別在於前者叫做物理地址而後者叫做邏輯地址。

「物理」可以理解為「銘刻的」或者「天生的」，總之是不可變動的（當然現在網卡大部分都可以自己修改MAC，這是後來發生的事情，我就不贅述了）。類似於你的出生記錄，一輩子就這一張，沒法改。

「邏輯」可以理解為「寫上去的」或者「人為規定的」，總之是在某種情況下別人賦予你的。為什麼要賦予你新的地址？為了管理方便。比如你上學，學校不會拿你的出生記錄號碼198903161348029來代表你，代表你的是你的學號08JSJ04837，那麼別人很容易知道你是2008年入學的計算機04班的學生——這種信息是永遠不可能包含在你的出生記錄號碼上的。同樣的，工作了以後也不會拿你的出生記錄來代表你，你有你的員工號11HRDBJ3863，表示你2011年入職，供職於人力資源部，就職地點在北京的3號辦公室等等——這時候你已經不是某大學08JSJ04837了，但是你還是出生記錄編號198903161348029。

關於TCP/IP分兩層的問題，兩層的作用是不同的，不要把不同的作用混在一起處理是攻城的基本原則。OSI還分七層呢。

可以去看看網路的「七層」表述。MAC屬於第二層，IP屬於第三層。各有各的作用。

子曰：思而不學則殆

帶著問題去學IP協議吧

這事還得從OSI7層說起。

7.Application

6.Presentation

5.Session

4.Transport

3.Network

2.Data Link

1.Physical

建立7層模型主要目的是為了將服務，介面，協議區分開來。服務說明某一層為上層提供一些什麼功能，介面說明上一層如何使用下層的服務，而協議涉及如何實現本層的服務。

IP屬於第三層，MAC屬於第二層。

第三層並不僅僅有IP，還有IPX，IDP等等一系列協議構成

第二層同樣，IEEE 802，ATM,ISDN,幀中繼等等。而MAC與LLC一起工作。LLC負責向上層提供服務，MAC主要包括數據封裝定址。

下面來說你的問題。

其實你的疑惑的原因是不清楚OSI7層，每一層都是獨立工作的。比如第三層IP可以與第二次幀中繼配合使用，同樣可以傳輸數據，而且沒有MAC地址。

其實我也在糾結使用了IP，為什麼還要使用MAC，剛搜索的時候突然想到：TCT/IP通信的過程中，最底層是物理層，而IP被封裝在MAC幀中，對於物理層是不可見的，所以只能通過MAC地址就行通信。不知道對不對，但是感覺這樣解釋比較合理。

回答你第二個問題，首先我們要知道計算機網路用於完成網路上數據交互的，或者說數據包交換的一種技術。現在你也知道本身全球互聯網非常巨大，全球互聯網是一個一個子網（區域網）組成的。表示一個一個子網是通過ip地址標識的；所以ip地址有重要作用；為什麼需要在ip地址下面再次加入一個數據鏈路層地址MAC,我們先講一個故事，原來只有一台計算機，所以數據都是在這一台計算機上面，沒有數據包交換的需要，後來有了10台計算機，這個時候就有了數據包交換的需要，所以最簡單的辦法是將十台電腦連在一條線上，然後問題出現了每台電腦不知道這個數據是不是給我的，所以要一個設備標識符，那好吧每個設備給一個設備地址MAC，這個地址是用於標識是不是傳給我的，目的MAC是我的地址就取下，不是我的包就丟棄。後來計算機越來越多，每個大學，每個地方政府，每個銀行每個組織都有幾百台電腦，現在是不是還是直接用一個網線直接相連呢？理論上可以，但是這樣不現實啊。因為這樣管理網路代價太龐大了。比如你一個北京的電腦和廣州的電腦通信，你要知道廣州電腦的MAC地址，而且二層通信是通過廣播方式來通信，不是通過ip路由來通信，可想而知一定發生廣播風暴，每個人都收不到數據。所以才設計一個IP層，ip層可以說是網際層，就是連接網路和網路的，比如廣州一個公司的10台電腦和北京分公司的10台電腦，這兩個地方本身自己構成一個區域網，內網裡面通信可以使用MAC地址通信，但是現在一般都是用內網IP通信，但是廣州的區域網主機和北京的區域網中主機通信是不可能通過MAC地址通信的，後果就是廣播風暴，必須通過IP地址在網間路由通信。

總結：

IP地址是用於網路之間的通信，將所有子網設備納入一個大統一的叫互聯網的網路體系中；

MAC地址：主要用於區域網裡面二層交換機層面的通信