MAC アドレスが一意であるのに、なぜ IP アドレスが必要なのですか? MACアドレスだけで通信できないの?
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MAC アドレスのみを使用して通信できますが、ローカル ネットワーク上でのみ通信できます。IP アドレスはルーティング可能であり、ネットワーク上のすべてのシステムが他のすべてのシステムについて知る必要はありません。ローカル ネットワーク上にあるアドレスの範囲を知る必要があるだけで、それ以外はすべてルーターに任せることができます。ISP レベルでも同じことが起こります。「すべての 216.xxx トラフィックはその方向に進み、すべての 105.xxx トラフィックはその方向に進みます...」(明らかに非常に単純化しすぎていますが、それが基本的なプロセスです)。
すべてを MAC アドレスでルーティングしようとすると、ネットワーク上のすべてのマシンが他のすべての参加者のリストを維持する必要があり、拡張できません。
いいえ。MAC アドレスはイーサネットに固有のものであり、IP は基盤となるハードウェアから独立しています。必要なブリッジがあれば、イーサネットを使用しないマシンをインターネットに接続できます。
現在UCSDにいるGeorgeVargheseという私の偉大な教授は、次のような適切な例えをしました。誰かに手紙を送りたい。MACアドレスに基づいて米国内のどこかのデバイスに送信するのと同じように、社会保障番号だけを知っている手紙を誰かに送信するようなものです。それは誰かを一意に識別します(OK、はい、SSNは一意であるとは保証されていませんが、例のためであると仮定します)が、誰もが住んでいた場所の巨大なテーブルがなければ、それらを見つけるのは非常に困難です。 SSNによってインデックスが付けられます。
IPアドレス(および同様のOpen Systems Interconnect(OSI)ネットワークアドレス)は、市外局番と交換番号が記載された米国の電話番号に似ています。(AAA)BBB-CCCC、AAAは市外局番、BBBは交換番号、 CCCCは、その取引所で個々の回線を識別します。その番号にエンコードされた階層情報があるため、宛先から遠く離れている場合は、すべてのテーブルではなく、エリアコードでインデックス付けされた小さなテーブルだけで、通話の転送先となる適切な「ネクストホップ」を決定できます。国の電話番号。
- MAC アドレスは一意ではありません。MAC アドレスはメディア間で再利用されます。これが、ワイヤレス (802.11) と有線 (802.3) の両方が 1 つのコリジョン ドメインに存在しない可能性がある理由です (802.1D を参照)。
- MAC アドレスはクラスター化されていません。つまり、ネットワーク空間で近くにあるデバイスには近くの MAC アドレスがありません。IP アドレスには、この局所性の特性があります。MAC アドレスのユニバーサル リストをインターネット上のすべてのコンピュータにコピーしてパケットをルーティングするつもりですか、それとも、場所の階層を介して宛先にパケットをルーティングするつもりですか?
- 単一のコリジョン ドメインでは、MAC アドレスをプライマリ アドレッシング モードにすることができます (qv arp および rarp)。ただし、複数のコリジョン ドメインへの拡張は、上記の理由から効果的ではありません。
イーサネットはメディア アクセス レイヤー プロトコルです。これは、同じネットワーク上のコンピュータを接続するために特別に設計されました。離れた場所にあるコンピューターを接続する場合は、複数のルーターを経由して接続先にジャンプする必要があります。IP (インターネット プロトコル) はこの目標を念頭に置いて設計されているため、その必要性がありますが、イーサネット プロトコルはルーティングをサポートしていません。インターネットのような巨大なものに対応できない、いくつかの形式のプリミティブブリッジングのみ。
それらは異なるプロトコル層に使用されます。
MAC アドレスは、デバイス固有のアドレスです。現在お住まいの地理的位置等とは関係ありません。
例: 米国で携帯電話/ラップトップを購入し、日本、オーストラリアなどで使用できます。ただし、MAC アドレスは同じままです。ただし、IP アドレスは、接続しているネットワークに関して変更されます。
そのため、特に携帯機器のインターネットワークでパケットをルーティングすることは困難です。
どのように考えますか: インターネットを使用しているポータブル ネットワーク アクセス デバイスを持っているとします。MAC アドレスのみを使用すると、着信パケットはどのようにしてポータブル デバイスの場所を見つけるのでしょうか。MAC アドレスは固定の 48 ビット デバイス アドレスしか提供しないためです。(最悪のシナリオは、デスクトップ コンピューターを使用し、IP 機能のない MAC アドレスを持つことです。それを静的テーブルと組み合わせて、MAC アドレスに基づいて事前定義された場所を見つけますが、これらのポータブル デバイスがなければ、私たちの生活は不完全ですよね?)
したがって、インターネットのような大規模でポータブルな環境でのアドレス指定に役立つアドレス指定スキームが必要です。したがって、アドレスがより地理的に正確な場所を提供するために階層化されている IP の役割が明らかになります。