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Warum konnten anstelle von IPv4 | 6 keine MAC-Adressen für das Netzwerk verwendet werden?

Ich lese über TCP/IP und andere verwandte Protokolle und Technologien. MAC-Adressen werden als (einigermaßen :) einzigartig und mit einem großen Wahrscheinlichkeitsraum (mehrere hundert Billionen) beschrieben, während sie auch allen Netzwerkschnittstellen zugewiesen werden. Was sind die historischen und technischen Gründe, warum IPv4- oder IPv6-Adressen anstelle von MAC-Adressen für die Internetwork-Kommunikation verwendet werden?

Vermisse ich etwas Grundlegendes oder ist es nur ein dummer Grund (z. B. auf alten Technologien aufzubauen)?

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Die MAC-Adresse mag eindeutig sein, aber die Nummer gibt nichts Besonderes an, das angibt, wo sie sich befindet. MAC 00-00-00-00-00-00 Befindet sich möglicherweise auf der anderen Seite des Planeten von 00-00-00-00-00-01.

IP ist ein beliebiges Nummerierungsschema, das einer Gruppe von Computern hierarchisch auferlegt wird, um sie logisch als Gruppe zu unterscheiden (das ist ein Subnetz). Das Senden von Nachrichten zwischen diesen Gruppen erfolgt über Routing-Tabellen, die selbst in mehrere Ebenen unterteilt sind, damit wir nicht jedes einzelne Subnetz verfolgen müssen. Zum Beispiel befindet sich 17.x.x.x Innerhalb des Netzwerks Apple. Von dort aus Apple weiß, wo sich jedes seiner Tausenden von Subnetzen befindet und wie Um zu ihnen zu gelangen (niemand muss diese Informationen kennen, sie müssen nur wissen, dass 17. alles an Apple geht).

Es ist auch ziemlich einfach, dies mit einem anderen Systempaar in Verbindung zu bringen. Sie haben eine vom Staat ausgestellte ID-Nummer. Warum benötigen Sie eine Postanschrift, wenn diese ID-Nummer bereits nur für Sie eindeutig ist? Sie benötigen die Postanschrift, da es sich um ein beliebiges System handelt, das beschreibt, wohin das eindeutige Ziel für die Kommunikation mit Ihnen gehen soll.

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Chris S

Weil die Routing-Tabellen unglaublich groß werden würden.

IP-Adressen werden hierarchisch zugewiesen, sodass ein Router Routen nach Adresspräfixen gruppieren kann. Die Anzahl der jetzt im Netz vorhandenen autonomen Systeme ist angemessen genug, um in die heutige Hardware zu passen.

Andererseits ist die Verteilung der MAC-Adressen über das Netzwerk zufällig und völlig unabhängig von der Topologie. Eine Gruppierung von Routen wäre unmöglich. Jeder Router müsste die Routen für jedes einzelne Gerät verfolgen, das den Datenverkehr über dieses weiterleitet. Dies ist, was Layer-2-Switches tun, und das skaliert nicht weit über eine bestimmte Anzahl von Hosts hinaus.

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b0fh

Die Welt läuft nicht ausschließlich auf Ethernet (zumindest historisch). Die IP-Schicht ist unabhängig von der darunter liegenden Hardwareschicht.

PPP-Knoten haben keine Mac-Adressen. Arcnet, Token Ring, Fddi, Hppi auch nicht. Diese anderen Standards sind heute möglicherweise nicht mehr so ​​relevant, aber Ethernet wird möglicherweise in Zukunft durch andere Technologien ersetzt und ist für die IP-Schicht transparent.

Es gibt eine längere Diskussion darüber, wie wir immer wieder neue Hardwareprotokolle erfinden und sie Ethernet nennen, aber ich schweife ab ...

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Jeff Sacksteder

Neben dem hierarchischen Routing von IP können Sie Ihre Netzwerkkarte oder den gesamten Computer unter Beibehaltung derselben IP-Adresse (und damit logischer Netzwerktopologie) ändern, indem Sie sie von MAC-Adressen trennen.

Diese Abstraktion ermöglicht eine viel flexiblere und wartbarere Vernetzung.

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OrangeDog

Schauen Sie sich das OSI-Modell an: http://en.wikipedia.org/wiki/OSI_model

Dies erklärt, warum es keinen Sinn macht, Routing, ein Layer-3-Konzept, Entscheidungen auf der Grundlage eines physischen Layer-2-Mechanismus zu treffen.

Moderne Netzwerke sind in viele verschiedene Ebenen unterteilt, um Ihre End-to-End-Kommunikation zu gewährleisten. Ihre Netzwerkkarte (was von der Mac-Adresse [physische Adresse] adressiert wird) muss nur für die Kommunikation mit Peers in ihrem physischen Netzwerk verantwortlich sein.

Die Kommunikation, die Sie mit Ihrer MAC-Adresse durchführen dürfen, ist auf andere Geräte beschränkt, die sich in physischem Kontakt mit Ihrem Computer befinden. Im Internet sind Sie beispielsweise nicht physisch mit jedem Computer verbunden. Aus diesem Grund verwenden wir den TCP/IP-Mechanismus (Layer 3, logische Adresse), wenn wir mit einem Computer kommunizieren müssen, mit dem wir nicht physisch verbunden sind.

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barancw

b0fh ist richtig - aber auch, weil MAC-Adressen nicht immer eindeutig sind.

Siehe zum Beispiel in Virtualisierungsszenarien. Hier können mehrere Hosts virtuelle Maschinen mit denselben MAC-Adressen bedienen.

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Routing-Tabellen für MAC-Adressen benötigen fast jedes einzelne Gerät mit einer aufgeführten MAC-Adresse. Das Routing zum Internet für IP ist ein einzelner Eintrag 0.0.0.0/0. Für Netzwerkklassen werden sie in 10.0.0.0/8 172.16.0.0/16 und 192.168.0.0/24 unterteilt. Viele davon können wie 172.16.0.0/12 und 192.168.0.0/16 aggregiert werden, wodurch die Größe der Routing-Tabelle weiter reduziert wird.

Routen werden in umgekehrter Reihenfolge bis zur Anzahl von 1 Bits in ihrer Maske gesucht. Dadurch funktioniert das Routing zu 192.168.100.0/24, wenn eine Route für 192.168.0.0/16 und eine andere für 0.0.0.0/0 (Standardroute) vorhanden ist.

EDIT: Ursprünglich wurde der IP-Bereich in mehrere Klassen unterteilt. A, B und C sind am bedeutendsten. Die A-Klasse bildete die erste Hälfte des Adressbereichs, der B-Bereich das nächste Quartal und der C-Bereich die nächsten acht des Bereichs. Diese Klassen hatten Masken mit 8, 16 bzw. 24 Bit. Später wurde die strikte Verwendung dieser Masken eingestellt und die Adresszuweisung in verschiedenen Größen vorgenommen.

Die Größe der Zuordnung ist immer eine Potenz von 2 und die niedrigste und höchste Adresse in jeder Zuordnung sind reserviert. Jede Zuordnung hat auch eine Adresse für einen Router. Dies ist häufig die niedrigste oder höchste nicht reservierte Adresse. Die kleinste praktische Zuordnung ist eine/30-Adresse.

IPv6 verwendet dieselbe Zuweisungsform mit a/64, der kleinsten Zuordnung, die im Internet angezeigt werden kann. In der Regel erhält der ISP eine viel größere Zuweisung, über die alle Internet-Router Bescheid wissen müssen. Erwartete Zuordnungen sind in den RFCs angegeben. Der ISP muss wissen, wie er sein eigenes Subnetz weiterleitet und welche Adressen an welche Verbindungsrouter weitergeleitet werden sollen. Dies ist wesentlich einfacher, als zu wissen, wie jede Mac-Adresse weitergeleitet wird.

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BillThor

MAC-Adressen sind die Adressen der Verbindungsschicht (2n) in ISO/OSI-Modell und TCP/IP-Modell . Dies bedeutet, dass MAC-Adressen verwendet werden, um Knoten innerhalb eines lokalen Netzwerks (Punkt zu Punkt) zu verbinden. IP-Adressen sind die Adressen der Netzwerkschicht (3.) im Internet (Ende zu Ende).

Beide Adressen werden nur in ihrer Ebene verwendet und dürfen nicht außerhalb dieser Ebene verwendet werden.

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logoff

Ich denke, der Hauptpunkt, den sie vermitteln wollen, ist, dass MAC-Adressen von Anbietern bestimmt werden. Daher gibt es kein kohärentes Adressierungsschema, das in einem lokalen Subnetz aufgrund der großen Vielfalt von Herstellern, die Schnittstellen herstellen, eingehalten werden könnte.

MAC-Adressen werden verwendet, wenn sich die Zieladresse im lokalen Subnetz befindet (z. B. 192.168.0.x). Wenn der Datenverkehr nicht mit dem lokalen Subnetz übereinstimmt, verweist der Computer auf die Routing-Tabelle. Im Allgemeinen teilt die Routing-Tabelle jedem Datenverkehr, der nicht mit dem lokalen Subnetz (0.0.0.0) übereinstimmt, mit, dass er zum lokalen Gateway geleitet werden soll. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zugehörigkeit zu MAC-Adressen vollständig entfernt. Die einzige Möglichkeit, MAC-Adressen global zu verwenden, wäre ein riesiges, flaches Subnetz, das überhaupt nicht funktioniert.

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Alex Berry

Die MAC-Adresse kann auf verschiedenen Ethernet-Adaptern auf demselben Computer gleich sein. Sun hatte eine eindeutige MAC-Adresse für jede Maschine. Die Ethernet-Karten für Sun-Computer hatten also keine eindeutige MAC-Adresse.

Wenn Sie das Gerät mit zwei verschiedenen Netzwerken verbunden haben, hatte es in beiden Netzwerken dieselbe MAC-Adresse.

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Anders

Die MAC-Adresse einer Ziel-IP-Adresse ist nur für die Paketzustellung innerhalb einer einzelnen lokalen Broadcast-Domäne nützlich.

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mr_eclair

Die Leute hier gaben an, dass das Problem der Verwendung von MAC-Adressen anstelle von IPv4-Adressen das Routing ist, da die Routing-Tabellen groß werden würden - dies setzt jedoch IPv4-Router voraus. Es ist möglich, kleine Routing-Tabellen zu haben. Wenn Sie interessiert sind, wie, suchen Sie nach Flat-Namespace-Routing. Eines der Papiere, die diese Technik beschreiben, ist dieses: http://www.cs.uiuc.edu/~caesar/papers/rofl.pdf

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Nikola Knezevic

Ich erinnere mich, dass MAC-Adressen wirklich Ethernet-Adressen sind. Ethernet-Adressen sind in zwei Teile unterteilt: einen Herstellerteil, der den Hersteller der Ethernet-Karte identifiziert, und einen vom Hersteller zugewiesenen Adressenteil. Es ist Sache des Anbieters, sie einzigartig zu machen - oder auch nicht.

Der 48-Bit-MAC-Adressraum wird also weder effizient noch - wie oben mehrfach erwähnt - hierarchisch genutzt.

Die Adresse ist so ausgelegt, dass sie eindeutige Adressen in einem lokalen CSMA-Netzwerknetzwerk hat.

Zumindest soweit ich mich erinnere.

IP-Adressen sind so konzipiert, dass sie viel allgemeiner skaliert werden und ein anderes Problem lösen.

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Mike Howard