歷史原因：早期的以太網(wǎng)只有集線(xiàn)器 ，沒(méi)有交換機(jī)，所以發(fā)出去的包能被以太網(wǎng)內(nèi)的所有機(jī)器監(jiān)聽(tīng)到，因此要附帶上MAC地址，每個(gè)機(jī)器只需要接受與自己MAC地址相匹配的包。

個(gè)人感覺(jué)上面的說(shuō)法并不是太準(zhǔn)確。找明白人問(wèn)了一下說(shuō)：早期的以太網(wǎng)的廠商競(jìng)爭(zhēng)十分激烈，所生產(chǎn)的網(wǎng)卡的類(lèi)型也不相同。為了能使不同網(wǎng)卡之間的不同設(shè)備進(jìn)行通信，所以產(chǎn)生了IP地址。

答案一：

1. 有了MAC地址為什么還需要IP地址？

由于全世界存在著各式各樣的網(wǎng)絡(luò)，它們使用不同的硬件地址。要是這些異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠互相通信就必須進(jìn)行非常復(fù)雜的硬件地址轉(zhuǎn)換工作，因此由用戶(hù)或用戶(hù)主機(jī)來(lái)完成這項(xiàng)工作幾乎是不可能的事。但統(tǒng)一的IP地址把這個(gè)復(fù)雜問(wèn)題解決了。連接到因特網(wǎng)的主機(jī)只需擁有統(tǒng)一的IP地址，它們之間的通信就像連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（虛擬互連網(wǎng)絡(luò)或者簡(jiǎn)稱(chēng)IP網(wǎng)）上那么簡(jiǎn)單方便，因?yàn)檎{(diào)用ARP的復(fù)雜過(guò)程都是由計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)進(jìn)行的，對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)是看不見(jiàn)這種調(diào)用過(guò)程的。

2. 有了IP地址為什么還需要MAC地址？

a.信息傳遞時(shí)候，需要知道的其實(shí)是兩個(gè)地址：終點(diǎn)地址、下一跳的地址。IP地址本質(zhì)上是終點(diǎn)地址，它在跳過(guò)路由器的時(shí)候不會(huì)改變，而MAC地址則是下一跳的地址，每跳過(guò)一次路由器都會(huì)改變。這就是為什么還要用MAC地址的原因之一，它起到了記錄下一跳的信息的作用。 
b.網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的分層模型：用MAC地址和IP地址兩個(gè)地址，用于分別表示物理地址和邏輯地址是有好處的。這樣分層可以使網(wǎng)絡(luò)層與數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議更靈活地替換。 
c.歷史原因：早期的以太網(wǎng)只有集線(xiàn)器，沒(méi)有交換機(jī)，所以發(fā)出去的包能被以太網(wǎng)內(nèi)的所有機(jī)器監(jiān)聽(tīng)到，因此要附帶上MAC地址，每個(gè)機(jī)器只需要接受與自己MAC地址相匹配的包。

答案二：

首先明確一點(diǎn)，并不是所有的網(wǎng)絡(luò)之間傳輸數(shù)據(jù)都需要mac地址和ip地址，比如說(shuō)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)線(xiàn)路之間的通信就沒(méi)有MAC地址，網(wǎng)絡(luò)層使用ipx協(xié)議時(shí)就沒(méi)有ip地址，但是在當(dāng)前的主流網(wǎng)絡(luò)中，我們都使用ip地址和mac地址

既然mac地址唯一，為什么還要有IP地址?
之前我們提到，mac地址是唯一的，那理論上，在任何兩個(gè)設(shè)備之間，我應(yīng)該都可以通過(guò)mac地址發(fā)送數(shù)據(jù)，為什么還需要ip地址？

mac地址就好像個(gè)人的身份證號(hào)，人的身份證號(hào)和人戶(hù)口所在的城市，出生的日期有關(guān)，但是和人所在的位置沒(méi)有關(guān)系，人是會(huì)移動(dòng)的，知道一個(gè)人的身份證號(hào)，并不能找到它這個(gè)人，mac地址類(lèi)似，它是和設(shè)備的生產(chǎn)者，批次，日期之類(lèi)的關(guān)聯(lián)起來(lái)，知道一個(gè)設(shè)備的mac，并不能在網(wǎng)絡(luò)中將數(shù)據(jù)發(fā)送給它，除非它和發(fā)送方的在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。

所以要實(shí)現(xiàn)機(jī)器之間的通信，我們還需要有ip地址的概念，ip地址表達(dá)的是當(dāng)前機(jī)器在網(wǎng)絡(luò)中的位置，類(lèi)似于城市名+道路號(hào)+門(mén)牌號(hào)的概念。通過(guò)ip層的尋址，我們能知道按何種路徑在全世界任意兩臺(tái)Internet上的的機(jī)器間傳輸數(shù)據(jù)。

mac地址通常是不變的，ip地址是可變的，尤其是移動(dòng)設(shè)備，ip地址會(huì)經(jīng)常變更。

mac地址的設(shè)計(jì)不攜帶設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的位置信息，想要通過(guò)mac地址通信，我們得在所有的設(shè)備上維護(hù)一張很大的表，記錄所有mac地址路由在當(dāng)前位置的的下一跳，這顯然是不合理的。

既然能通過(guò)ip地址發(fā)送數(shù)據(jù)，為什么要有mac地址
既然ip地址有位置信息，而且在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中也是唯一的，那么我們?yōu)槭裁床煌耆ㄟ^(guò)ip地址通信，拋棄mac地址呢？或者說(shuō)，合并ip層和mac層的功能。
 

1、歷史原因

最初的鏈路層協(xié)議是和ip地址無(wú)關(guān)的，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)層方面的設(shè)定，只有物理層和鏈路層，最初也只有集線(xiàn)器，沒(méi)有交換機(jī)路由器，服務(wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)全靠mac地址。在沒(méi)有ip地址之前，mac地址已經(jīng)在使用了?，F(xiàn)在到處都在用的二層交換機(jī)，就是根據(jù)mac地址轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。

2、設(shè)計(jì)的原因

現(xiàn)在這樣設(shè)計(jì)是好的設(shè)計(jì)，鏈路層的實(shí)現(xiàn)不需要考慮數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)層的實(shí)現(xiàn)不需要考慮物層的影響。
 

也就是說(shuō)，理論上可行，目前無(wú)太大意義，反而有壞處。

為什么有了IP地址還需要MAC地址

作者：不求東西

長(zhǎng)話(huà)短說(shuō)，理由有三點(diǎn)。

一. 整體與局部信息傳遞時(shí)候，需要知道的其實(shí)是兩個(gè)地址：終點(diǎn)地址（Final destination address）下一跳的地址（Next hop address）IP地址本質(zhì)上是終點(diǎn)地址，它在跳過(guò)路由器（hop）的時(shí)候不會(huì)改變，而MAC地址則是下一跳的地址，每跳過(guò)一次路由器都會(huì)改變。這就是為什么還要用MAC地址的原因之一，它起到了記錄下一跳的信息的作用。注：一般來(lái)說(shuō)IP地址經(jīng)過(guò)路由器是不變的，不過(guò)NAT（Network address translation）例外，這也是有些人反對(duì)NAT而支持IPV6的原因之一。

二. 分層實(shí)現(xiàn)如果在IP包頭（header）中增加了”下一跳IP地址“這個(gè)字段，在邏輯上來(lái)說(shuō)，如果IP地址夠用，交換機(jī)也支持根據(jù)IP地址轉(zhuǎn)發(fā)（現(xiàn)在的二層交換機(jī)不支持這樣做），其實(shí)MAC地址并不是必要的。但用MAC地址和IP地址兩個(gè)地址，用于分別表示物理地址和邏輯地址是有好處的。這樣分層可以使網(wǎng)絡(luò)層與鏈路層的協(xié)議更靈活地替換，網(wǎng)絡(luò)層不一定非要用『IP』協(xié)議，鏈路層也不一定非用『以太網(wǎng)』協(xié)議。這就像OSI七層模型，TCP/IP五層模型其實(shí)也不是必要的，用雙層模型甚至單層模型實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)也不是不可以的，只是那樣做很蛋疼罷了。

三. 早期的『以太網(wǎng)』實(shí)現(xiàn)早期的以太網(wǎng)只有集線(xiàn)器（hub），沒(méi)有交換機(jī)（switch），所以發(fā)出去的包能被以太網(wǎng)內(nèi)的所有機(jī)器監(jiān)聽(tīng)到，因此要附帶上MAC地址，每個(gè)機(jī)器只需要接受與自己MAC地址相匹配的包。

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