为什么有了MAC地址,还需要IP地址?

解释

搞懂这个问题,首先需要了解交换机的功能

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交换机内部有一张MAC地址映射表,记录着MAC地址和端口的对应关系。
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如果A要给B发送一个数据包,构造如下格式的数据结构:
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到达交换机时,交换机内部通过自己维护的 MAC 地址表,发现目标 B 的 MAC 地址 bb-bb-bb-bb-bb-bb 映射到了端口 1 上,于是把数据从 1 号端口发给了 B。

但随着机器数量的增多,交换机的端口不够,此时只要将多个交换机连接起来,这个问题就轻而易举搞定。

在这里插入图片描述此时,两个交换机将分别记录 A ~ H 所有机器的映射记录。

左边的交换机:
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右边的交换机:
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此时如果A 要发数据给 F(ff-ff-ff-ff-ff-ff),数据包首先到达左边的交换机,在左边的交换机上发现F的MAC地址映射到端口6上,然后数据通过端口6到达右边的交换机,在右边的交换机上发现F的MAC地址映射到端口3上,于是把数据从端口3发给了F。

然而,机器的数量骤增,交换机记录的映射表规模太大。

此时,找到一个设备(路由器)把两个交换机连接起来

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左边的交换机只需要多一条路由器MAC地址和交换机端口号的映射关系即可。它只管发到路由器,剩下路由器怎么转发,左边的交换机不用管。
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注意:路由器的每一个端口,都有独立的 MAC 地址;并且路由器至少有两个端口

这样的话,交换机就不用维护那么大的映射表了。

此时,想到两个问题:

  • 如何知道哪些数据需要发给路由器?
    这时候就要看主机IP地址,如果在一个子网内,那么数据将只经过交换机达到目的主机;如果不在一个子网内,就交给路由器去处理。

  • 主机怎么知道哪个是路由器?
    在主机上要设置默认网关。当检测到目的主机和自己不在一个网关时,就发给这个IP地址(路由器)

参考

有了 IP 地址,为什么还要用 MAC 地址? - 无聊的闪客的回答 - 知乎

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