Por que usamos endereços MAC para comunicação local (ARP) em vez de endereços IP?

Question

Não consigo entender: se cada dispositivo em uma rede local tiver um endereço IP local exclusivo, por que ainda usamos o endereço MAC (ARP) para trocar dados entre dispositivos na mesma rede local?

Por que não usamos apenas o endereço IP local para comunicação de rede local em vez de usar o endereço MAC?

Para o que eu sei que o roteador sabe de qualquer maneira, quando o endereço IP precisa ir para fora da Internet devido à sua máscara de sub-rede, isso está correto?

    

Answer 1

Como você deve saber, os endereços MAC e os endereços IP existem em diferentes camadas do esquema ISO / OSI ou < href="https://en.wikipedia.org/wiki/Internet_protocol_suite"> conjunto TCP / IP . Certifique-se de entender os conceitos por trás dessas camadas.

Observe que o motivo principal pelo qual estamos usando as camadas IP e link é histórico. É principalmente porque os endereços IP são 1) dinâmicos e 2) muito mais convenientes de manusear. Aqui está um interessante artigo recente que lança mais luz sobre essa história. É claro que poderia ter sido diferente, mas a Internet evoluiu ao longo de décadas, e teve que ser compatível na maior parte do tempo, então não é como se pudéssemos ter o melhor design desde o início.

Você está perguntando por que ainda usamos o endereço MAC para trocar dados entre dispositivos na mesma rede local? Porque:

1. é a única maneira de abordar sem ambiguidade um dispositivo conectado ao mesmo link (por exemplo, Ethernet)
2. toda comunicação tem para passar pela camada de link (MAC) de qualquer maneira

Você precisa entender que, devido ao modelo de comunicação em camadas, só é possível endereçar um ponto final na mesma camada na qual o protocolo opera. Por exemplo, uma conexão TCP só pode endereçar um servidor remoto com um determinado endereço IP e número de porta. Ao mesmo tempo, o TCP não toma decisões sobre como o roteamento IP subjacente funciona. Em outras palavras, o TCP não se importa - e é incapaz de direcionar - como o protocolo IP lida com seus dados de conexão. O mesmo vale para o protocolo IP: ele não pode decidir para onde enviar fisicamente os dados, mas não precisa, porque há a camada MAC.

O protocolo IP é de fato usado para endereçar de maneira única um determinado dispositivo em sua rede, mas quando é hora de um switch decidir onde realmente enviar fisicamente os dados (ou o próprio dispositivo quando ele tem um cache de endereços MAC), precisa traduzir esse endereço IP para o endereço MAC ao qual o endereço IP foi atribuído.

Com o espaço de endereçamento massivo que o IPv6 oferece, você poderia argumentar que os endereços MAC não são mais necessários, pois o IPv6 oferece atribuição dinâmica e você pode garantir que todos os endereços atribuídos sejam exclusivos - mas por vários motivos (conforme explicado no artigo). Liguei acima), não é com isso que estamos trabalhando hoje.

    

Answer 2

Isso ocorre porque a maneira como a Ethernet é projetada. Para começar, por favor, perceba que a Ethernet pode (e antes do surgimento da Internet freqüentemente o fez) usar outros protocolos.

Se você tivesse apenas endereços IP (V4), seria muito difícil encontrar outros sistemas em uma lan, porque seria muito difícil implementar o roteamento de maneira simples e ordenada.

O IpV4 foi projetado para funcionar em uma ampla gama de topologias de rede. Abstraindo-o do hardware - que é o que permite o uso de endereços MAC, o que facilita muito o suporte a outras topologias.