Como os endereços MAC são utilizáveis apenas no segmento de rede local, usamos endereços IP para nos comunicarmos com outros segmentos por meio de roteadores. Enquanto isso, para destinos locais, ARP é usado para traduzir IPs em endereços MAC e os endereços MAC são usados a partir de então na conversa.
Isso me deixa perguntar por que usamos endereços IP na rede local. Dado um cenário em que todos os sistemas estão na mesma sub-rede, parece que os endereços IP são supérfluos, já que os sistemas só estão realmente usando endereços MAC para rotear as comunicações entre si.
Os computadores podem realmente ficar sem endereços IP inteiramente, se não precisarem se comunicar fora do segmento de rede local? Por que eles não fazem isso?
Os endereços IP são explicitamente não projetados para serem vinculados por hardware, como os endereços MAC. Os endereços MAC podem ser alterados temporariamente na maior parte do tempo, mas cada dispositivo deve ter um endereço MAC atribuído de fábrica exclusivo globalmente.
Além disso, o MAC é específico para Ethernet, e embora seja agora o método de encapsulamento defacto da Camada 2, nem sempre foi o caso e você nunca sabe se algo melhor virá no futuro.
Simplesmente, é muito mais fácil e muito pouco a sobrecarga fazer o mesmo para pessoas dentro do seu segmento de rede do que fora do seu segmento de rede.
Algumas outras possíveis razões
.1 tipo de coisa) Em suma, não ... você não precisa de endereços IP para conectar máquinas na mesma rede. Existem vários exemplos de protocolos como este: protocolos IPX ou Banyan.
O problema com o uso de endereços de hardware é melhor descrito assim:
Imagine por um momento que os computadores são pessoas em uma sala ... (todo mundo está colado a um ponto e não pode se mover) Se Bob quer falar com Suzy ... ele grita "Hey Suzy" .. e Suzy responde ... e uma conversa segue. Ótimo né? Claro ... em pequena escala isso funciona muito bem e é realmente usado regularmente em alguns protocolos de rede entre dois (ou alguns) dispositivos. (Muitos protocolos de I / O usam protocolos que não são IP porque são muito "mais simples" e afinados para a tarefa.) A Internet (como a conhecemos hoje) não é apenas 2 ... ou algumas pessoas falando diretamente para o outro. A internet é literalmente BILHÕES de dispositivos. Se todos eles fossem colocados na mesma "sala" (segmento de rede) ... Imagine o que aconteceria se Bob quisesse falar com Suzy. Bob gritaria "Hey Suzy!" ... e a voz de Bob estaria perdida na multidão. (Construir uma sala para acomodar BILHÕES de pessoas é igualmente ridículo.)
Por esse motivo, as redes são segmented em "salas menores", que permitem que as pessoas que estão na mesma segment (sala) conversem diretamente entre si, mas as pessoas fora da sala precisam de algum tipo de router para passar mensagens de uma sala para a próxima sala. Mas o vasto número de quartos significa que você precisa de algum tipo de esquema de endereçamento para que os vários routers no meio saibam como levar uma mensagem de Bob para Suzy. Com o protocolo IP, eles atribuem um subnet para cada "sala", e os roteadores são informados sobre como passar uma mensagem de uma sala para outra. Por exemplo, se o endereço de Bob for 1.1.1.1 e o endereço de Suzy 2.2.2.2 e% desubnet de Bob forem 1.1.1.0/24 (o que significa que os primeiros 3 bytes de seu endereço devem corresponder para que ele esteja em seu quarto), Bob precisa passar sua mensagem para o router para que ele possa ser passado para a "sala" da Suzy. Bob sabe que o router dele é 1.1.1.2, então ele passa a mensagem para o router , e o roteador passa a mensagem para outros roteadores no meio até que a mensagem seja passada para o roteador da Suzy no 2.2.2.1, que entrega a mensagem diretamente para Suzy ... e Suzy pode enviar a resposta de volta para Bob da mesma forma.
Computadores no mesmo subnet realmente se comunicam diretamente entre si usando o endereço MAC. Na verdade, ele começa enviando uma solicitação ARP (ARP = Protocolo de Resolução de Endereços), que significa "Quem tem o endereço XXXX?" ... e quem tem esse endereço responde e, a partir daí, continua falando um ao outro diretamente.
(Eu posso continuar esta analogia e explicar muito mais como a Internet funciona se você estiver realmente interessado.)
Em teoria, não há razão para que não possamos simplesmente usar endereços MAC Ethernet para se comunicar em um segmento de LAN.
Na verdade, como alguém mencionou o upthread, é basicamente assim que funciona: seu laptop envia uma solicitação ARP dizendo "Eu sou 11: 22: 33: aa: bb: cc, meu IP é 10.10.10.20 - quem tem 10.10.10.10? ", seu NAS responde dizendo" Sou xxx10 e meu endereço MAC é aa: bb: cc: 11: 22: 33! ". Os pacotes subseqüentes entre o seu laptop e o NAS terão o endereço MAC apropriado no cabeçalho do quadro Ethernet.
Então, por que eu digo "em teoria"?
Bem, na prática, o padrão Ethernet fornece um mecanismo pelo qual os dispositivos podem se localizar em um segmento de rede; isso é útil, porque significa que os dispositivos que não estão participando de uma conversa de rede não precisam ouvi-la e que os switches podem rastrear a porta física à qual cada dispositivo está conectado. Isso reduz a quantidade de conversa na rede em um segmento e aumenta a taxa de transferência geral da rede.
Infelizmente, há muitas coisas ótimas fornecidas pela pilha TCP / IP que a Ethernet não fornece e por um bom motivo. Esses recursos ausentes precisariam ser implementados pelos desenvolvedores de cada aplicativo em rede, o que é um grande trabalho para quando cada sistema operacional moderno tem, no mínimo, uma pilha TCP / IPv4 e provavelmente também tem um IPv6 um.
Existe também o simples fato de que a rede simples geralmente não fica simples - mais cedo ou mais tarde você vai querer conectar sua LAN à Internet ou a outra LAN; O IP é roteável, os endereços MAC não são.
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