为什么路由器不能使用 MAC 地址而不是私有/本地 IP 地址？

Question

我理解之所以需要公共 IP 地址的原因是，如果我们只有 MAC 来在一台主机和另一台主机之间移动数据，那么整个 Internet 将是一个大型扁平网络。但是对私有 IP 地址的需求是什么？为什么路由器不能仅使用其 MAC 地址连接到本地客户端？

Answer 1

答案是您的软件应用程序和操作系统旨在使用 TCP/IP 进行通信，而不是直接使用以太网 MAC 地址进行通信。

因此，无论您希望与之通信的远程计算机/节点是在您的本地网络中还是在地球另一端的某个其他网络中，该逻辑链接都是通过 TCP/IP 建立的。这样应用程序只需在 IP 数据包中定义目标 IP 地址，用数据填充它（实际上是打包到 TCP/UDP 段中），然后沿途发送它，而不必担心底层如何处理实际传输.

操作系统的网络堆栈确定 IP 地址是本地还是远程：

1. 如果是本地网络，则查找该 IP 地址对应的 MAC 地址并直接发送 IP 数据包，该数据包在以太网帧中。
2. 如果是远程网络，查找默认网关路由器的 MAC 地址以发送 IP 数据包，也在以太网帧内。路由器从帧中检索 IP 数据包，查看地址并确定下一个节点（及其 MAC 地址）以传递它，然后在另一个以太网帧中将其发送到该方向。

注意：IP 数据包完全有可能通过以太网以外的另一种数据链路协议传送（猜猜是什么，您的拨号或 DSL 调制解调器没有通过以太网电缆连接到您的 ISP）。只要目标 IP 地址可达，应用程序就不必关心。也完全可以将其他网络协议数据（即非 IP 数据包）包裹在以太网帧中进行传输。