Warum werden Ethernet / MAC-Adressen benötigt?

Wenn Sie noch nicht mit dem gesamten Netzwerk vertraut sind, kann es ein wenig überwältigend sein, wenn Sie zuerst die verschiedenen Arten von Adressen und deren Zusammenarbeit kennenlernen. Der heutige Q & A-Beitrag von SuperUser versucht, die Verwirrung für einen neugierigen Leser aufzuklären.

Die heutige Question & Answer-Sitzung wird dank SuperUser zur Verfügung gestellt - einer Unterteilung von Stack Exchange, einer Community-basierten Gruppierung von Q & A-Websites.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Wikipedia.

Die Frage

Der SuperUser-Leser user2449761 möchte mehr über die Notwendigkeit von Ethernet / MAC-Adressen erfahren:

Ich verstehe nicht, warum Ethernet / MAC-Adressen benötigt werden. Sicherlich können alle Computer nur mit einem einheitlichen Netzwerk verbunden sein und IP-Adressen für die Kommunikation verwenden?

Zum Beispiel gibt es den folgenden Mechanismus in Ethernet:

Ein Computer mit der IP-Adresse 192.168.1.1 (X.1) möchte ein Paket an die Adresse 192.168.1.2 (X.2) senden..

X.1 verwendet ARP, um die MAC-Adresse von X.2 zu erhalten.

Dazu muss X.1 ein Paket an alle Computer im Netzwerk senden, von denen nur einer antwortet.

X.1 erhält eine MAC-Adresse und sendet das Paket.

Es wäre einfacher, es nur in einem Schritt zu tun:

X.1 sendet ein Paket an alle Computer im Netzwerk und nur X.2 verarbeitet es, die anderen ignorieren es.

Meine andere Frage ist: Warum werden IP-Adressen benötigt, wenn alle Geräte eindeutige MAC-Adressen haben?

Warum werden Ethernet / MAC-Adressen benötigt??

Die Antwort

SuperUser-Mitwirkender Paul hat die Antwort für uns:

Die verschiedenen Netzwerkschichten ermöglichen es, sie für verschiedene Technologien auszutauschen. Die zwei Ebenen, über die Sie hier sprechen, sind die Schichten 2 und 3. Schicht 2 in diesem Szenario ist Ethernet - aus der MAC-Adressen stammen, und Schicht 3 ist IP.

Ethernet funktioniert nur auf lokaler Ebene zwischen Netzwerkgeräten, die an eine Broadcast-Netzwerkverbindung (Datenverbindung) angeschlossen sind, während IP ein routbares Protokoll ist und Geräte an entfernten Netzwerken ansprechen kann.

Die Anforderungen für jede dieser Schichten sind unterschiedlich. Ethernet spezifiziert eine Familie von Technologien, die das Senden und Empfangen von Paketen zwischen Netzwerkgeräten ermöglichen, während IP ein Protokoll definiert, mit dem Datenpakete mehrere Netzwerke durchqueren können.

Sie sind auch nicht auf die andere angewiesen, was dem Netzwerk seine Flexibilität gibt. Sie können sich beispielsweise für die Verbindung zu Ihrem Internetdienst über IP über Ethernet entscheiden. In Ihrem internen Netzwerk können Sie jedoch auch IP über Papier verwenden (wenn jemand den Inhalt jedes Pakets aufschreibt und es physisch an einen anderen Computer weiterleitet schreibt es in). Natürlich wäre dies nicht besonders schnell, aber es wäre immer noch IP, sofern die Person, die die Papierstücke mit sich herumführte, die geltenden IP-Routing-Regeln mitbrachte.

In der realen Welt gibt es verschiedene Datenverbindungsprotokolle, die Sie bereits verwenden (obwohl ihre Adressierungsschemas gleich sind): 802.3 - Ethernet und 802.11 - Wi-Fi.

IP kümmert sich nicht darum, was die darunter liegende Schicht ist. Gleichermaßen kann IP für verschiedene Protokolle der Netzwerkschicht (sofern dies für alle Teilnehmer gilt), beispielsweise für den asynchronen Übertragungsmodus (ATM), ausgelagert werden..

Zwar steht der Erstellung eines Protokolls, das die Schichten 2 und 3 umfasst, nichts direkt entgegen, es wäre jedoch weniger flexibel, weniger attraktiv und daher unwahrscheinlich.

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