Warum IP verwenden, wenn wir bereits eine MAC-Adresse haben?

Ich bereite mich auf ICND1-Prüfungen vor und habe kürzlich angefangen, mehr über verschiedene Cisco-Geräte zu erfahren. Ich habe gerade erfahren, wie das Paket generiert wird, um über ein Netzwerk oder außerhalb des Netzwerks übertragen zu werden.

Wenn das Paket erstellt wird, werden beispielsweise die Quell-IP-Adresse, die Ziel-IP-Adresse, die Quell-Mac-Adresse, die Ziel-Mac-Adresse und andere Daten hinzugefügt.

Da Switch ein Layer-2-Gerät ist und MAC-Adressen für die Interaktion mit anderen Hosts im Netzwerk verwendet, warum verwenden wir dann IP-Adressen in unseren lokalen Netzwerken?

Was ist, wenn jemand keine Verbindung zu einem Host oder Netzwerk außerhalb seines eigenen Netzwerks herstellen muss? Warum muss er immer noch eine IP-Adresse haben, ist die MAC-Adresse nicht ausreichend?

Da Switch ein Layer-2-Gerät ist und MAC-Adressen für die Interaktion mit anderen Hosts im Netzwerk verwendet, warum verwenden wir dann IP-Adressen in unseren lokalen Netzwerken?

Fangen wir mit dem Verkehr an, den Sie senden.

Wenn Sie ein streng Layer-2 - Protokoll in Ihrem eigenen LAN ohne verwenden HTTP , SSL, NFS , CIFS , iSCSI , H.323 , SIP , DNS , ICMP , Datenbanken oder WebSockets, dann arbeitet Ihr Vorschlag gut. Tatsächlich ist FCoE nicht auf eine IP-Schicht angewiesen.

Das Problem ist, dass Sie nur 95% des Dienstprogramms der meisten Netzwerke durch das Entfernen dieser IP-basierten Dienste lahmgelegt haben. Netzwerke existieren, um Informationen auszutauschen; Alle Betriebssysteme auf dem Planeten tauschen Informationen aus, indem sie Dienste an IP binden und diese in IP einschließen. Diese Informationen werden normalerweise auch in TCP eingeschlossen.

• Rhetorische Frage : Könnten einige entschlossene Personen TCP- und UDP-Dienste in allen wichtigen Betriebssystemen direkt über Ethernet implementieren?
• Pedantische Antwort : Ja, aber das ist eine Verschwendung von Zeit und Ressourcen für unbedeutende Gewinne. Fangen wir mit den Grundlagen an ... es gibt keinen DNS -Namensdienst für Ethernet-Mac-Adressen. Wie würden Sie URLs ohne IP-Adressen auflösen, wenn Sie sie nicht erstellen? Ich bezweifle, dass jemand wirklich http://00c0.9b4a.fb2c/nur tippen möchte, um 20 zusätzliche Bytes in jedem Paket zu vermeiden. Dies ist nur ein Beispiel für die erforderliche Arbeit.

Was ist, wenn jemand keine Verbindung zu einem Host oder Netzwerk außerhalb seines eigenen Netzwerks herstellen muss? Warum muss er immer noch eine IP-Adresse haben, ist die MAC-Adresse nicht ausreichend?

Technisch ja. In der realen Welt ... ist es ein ziemlich langweiliges Netzwerk ohne IP.

(Nicht das schon wieder)

Schicht 2 vs. Schicht 3

IP funktioniert auf Schicht 3. Es wird über Ethernet (Schicht 2) übertragen, wobei MACs zur Identifizierung von Knoten verwendet werden. Verwenden Sie eine andere Schicht 2 (z. B. ATM), und Sie haben keine MACs. (Oder verwenden Sie eine andere Schicht 3, z. B. IPX, und Sie haben keine IP.)

Ohne IP hätten Sie für jede unbekannte / veraltete MAC-Adresse im System (unbekanntes Unicast) weltweiten Broadcast-Verkehr.

IP hilft Ihnen auch dabei, Ihr Netzwerk auf effiziente Weise logisch zu planen (z. B. durch Zusammenfassen von IP-Adressen), sodass Router weniger Speicher für das Routing von Tabellen und das Weiterleiten von Informationen benötigen.

Nehmen Sie einfach an, wir haben 2 angeschlossene Geräte und jedes hat eine Netzwerkkarte. Wenn es in jedem Gerät nur einen Dienst gab (nicht genau einen Dienst, etwas wie eine Osmosoftware, ...), haben Sie Recht, Sie müssen keine IP-Adresse angeben. Beachten Sie jedoch, dass in jedem Gerät viele Dienste vorhanden sind und diese Dienste kommunizieren sollten ohne Konflikt miteinander. Neben der MAC-Adresse zur Identifizierung des Geräts benötigen wir für jeden Dienst etwas anderes (wir nennen es IP).