Навіщо нам потрібні IP-адреси для зв'язку в сегменті локальної мережі?


6

Оскільки MAC-адреси використовуються лише в сегменті локальної мережі, ми використовуємо IP-адреси для спілкування з іншими сегментами через маршрутизатори. Тим часом для локальних цілей ARPвикористовується для перекладу IP-адрес у MAC-адреси, а MAC-адреси використовуються з цього моменту в розмові.

Це змушує мене замислитися, чому ми взагалі використовуємо IP-адреси в локальній мережі. Враховуючи сценарій, коли всі системи знаходяться в одній підмережі, здається, що IP-адреси тоді є зайвими, оскільки системи дійсно використовують лише MAC-адреси для маршрутизації зв'язку між собою.

Чи можуть комп'ютери насправді без IP-адрес повністю, якщо їм не потрібно спілкуватися за межами сегменту локальної мережі? Чому вони не стають?


Відповіді:


6

IP-адреси явно не розроблені для того, щоб обмежуватись апаратними засобами, де є MAC-адресами. MAC-адреси можна тимчасово змінювати, але, як передбачається, кожен пристрій має глобальну унікальну фабричну MAC-адресу.

Крім того, MAC характерний для Ethernet, і хоча це метод інкапсуляції рівня 2 дефакто, це не завжди було так, і ви ніколи не знаєте, чи станеться щось краще в майбутньому.


1
Ethernet - це рівень 2, а не рівень 1!
Дермот Вільямс

1
Відсутність кофеїну з мого боку. Виправлено.
LawrenceC

5

Простіше кажучи, набагато простіше і дуже мало накладних витрат зробити те ж саме для людей всередині вашого мережевого сегмента, як поза вашим мережевим сегментом.

Деякі інші можливі причини

  • Ви можете скористатися IP-адресами, щоб допомогти запам’ятати, що таке (маршрутизатор закінчується .1подібними речами)
  • Ви можете запустити дві мережі на одному сегменті, які не розмовляють між собою (це можна зробити з IP через підмережі)
  • MAC-адреси запам'ятати непросто.

"Ви можете запустити дві мережі на одному сегменті, які не розмовляють між собою (ви можете це зробити з IP через підмережі)" - Цікаво.
LawrenceC

@ultrasawblade Я не кажу, що це найбезпечніша річ у світі, ні звичайна, але це можливо.
Скотт Чемберлен

3

Якщо коротко, ні ... вам не потрібні IP-адреси для підключення машин до однієї мережі. Є кілька прикладів таких протоколів, як: IPX або Banyan протоколи.

Проблема з використанням апаратних адрес найкраще описана так:

Уявіть на мить, що комп’ютери - це люди в кімнаті ... (всі приклеєні до 1 місця і не можуть рухатись) Якщо Боб хоче поговорити з Сюзі ... він кричить "Ей, Сюзі" ... і Сюзі відповідає ... і йде розмова. Чудово правильно? Звичайно ... в невеликому масштабі це працює досить добре і фактично використовується регулярно в деяких протоколах мереж між двома (або кількома) пристроями. (Багато протоколів високого вводу / виводу використовують неIPпротоколи, тому що вони набагато "простіші" і тонко налаштовані на виконання завдання.) Інтернет (як ми це знаємо сьогодні) - це не просто 2 ... або кілька людей, що спілкуються безпосередньо між собою. Інтернет - це буквально МІЛЬОНИ пристроїв. Якби їх усіх помістили в одну і ту ж "кімнату" (мережевий сегмент) ... Уявіть, що буде, якби Боб захотів поговорити з Сьюзі. Боб кричав "Ей, Сюзі!" ... і голос Боба загубився б у натовпі. (Побудувати кімнату для розміщення МІЛЬЯ людей так само смішно.)

З цієї причини мережі segmentedперетворюються на "менші кімнати", які дозволяють людям, які перебувають в одній segmentкімнаті, спілкуватися безпосередньо один з одним, але людям, які знаходяться поза кімнатою, потрібно якось routerпередати повідомлення з однієї кімнати в іншу. Але велика кількість номерів означає, що вам потрібна якась схема адресації, тому різні routersпосередники знають, як отримати повідомлення від Боба до Сюзі. За допомогою протоколу IP вони присвоюють subnetкожну "кімнату", а маршрутизаторам повідомляють, як передавати повідомлення з однієї кімнати в іншу. Наприклад, якщо адреса Боба 1.1.1.1, а адреса Сузі 2.2.2.2, а Боба subnet- 1.1.1.0/24 (тобто перші 3 байти його адреси повинні відповідати, щоб він знаходився в його кімнаті), Боб повинен пройти його повідомлення доrouterтож його можна передати разом із "кімнатою *" Сузі. Боб знає, що його router1.1.1.2, тому він передає повідомлення на адресу router, а маршрутизатор передає його іншим маршрутизаторам в середині, поки повідомлення не передається маршрутизатору Suzy в 2.2. .2.1, який передає повідомлення безпосередньо Suzy ... і Suzy може таким же чином відправити відповідь назад до Боба.

Комп'ютери в тому ж самому subnetспілкуються безпосередньо між собою за допомогою MAC-адреси. Це насправді починається з надсилання ARPзапиту (ARP = протокол вирішення адреси), що означає, що він кричить "Хто має адресу XXXX?" ... і хто має цю адресу, і з цього моменту він продовжує розмовляти між собою безпосередньо.

(Я можу продовжити цю аналогію та пояснити набагато більше того, як працює Інтернет, якщо ви справді зацікавлені.)


1

Теоретично, немає причин, що ми не могли просто використовувати MAC-адреси Ethernet для спілкування в сегменті локальної мережі.

Насправді, як хтось згадував вгору, це майже так, як він працює: ваш ноутбук надсилає запит ARP, вказуючи "Я 11: 22: 33: aa: bb: cc, мій IP 10.10.10.20 - у кого 10.10 .10.10? ", Ваш NAS відповідає у відповідь:" Я xxx10, і моя MAC-адреса - aa: bb: cc: 11: 22: 33! ". Подальші пакети між вашим ноутбуком та NAS матимуть відповідну MAC-адресу у заголовку кадру Ethernet.

Отже, чому я кажу «теоретично»?

Ну, на практиці стандарт Ethernet забезпечує механізм, за допомогою якого пристрої можуть розташовувати один одного в мережевому сегменті; це корисно, оскільки це означає, що пристрої, які не беруть участі в мережевій розмові, не повинні його слухати, а комутатори можуть відслідковувати, до якого фізичного порту підключено кожен пристрій. Це зменшує кількість мережевих балачок на сегменті та збільшує загальну пропускну здатність мережі.

На жаль, є багато чудових речей, які надає стек TCP / IP, який Ethernet не надає, і з поважних причин. Ці відсутні функції повинні бути реалізовані розробниками кожного мережевого додатка, що є великою роботою, коли кожна сучасна операційна система має, принаймні, стек TCP / IPv4 і, ймовірно, також має IPv6 один.

Існує також простий факт, що проста мережа часто не залишається простою - рано чи пізно ви захочете підключити свою локальну мережу до Інтернету або до іншої локальної мережі; IP є маршрутизованим, MAC-адреси - ні.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.