一、MAC 地址，能不能干掉 IP 地址？

你先设想一下：

我把公司所有电脑都设置好 MAC 地址，交换机也能学到 MAC 表。

那我直接通过 MAC 发数据就好了，干嘛还多一层 IP？

看起来很合理，但只要你跳出“局域网”这个场景，问题立刻爆发。

 

 

二、MAC 地址解决的是“本地定位”，IP 解决的是“全球寻址”

这是核心区别，先看个类比：

• MAC 地址像身份证号：只在你当前的“房间”能直接查到

• IP 地址像邮政地址：能让别人从全球任意地方给你送信

举个通俗的例子：

你在公司楼下拿快递，你只需要告诉快递小哥：“我在三楼打印间，穿蓝衣服”。

这是 MAC 地址能解决的事：局域网内广播 + MAC 定位。

但如果朋友从老家寄快递到你公司：

★他不可能知道你穿什么衣服，也不可能广播喊你名字

必须写清楚：城市 → 街道 → 大厦 → 楼层 → 部门 → 工位

这就是 IP 地址的职责：全球统一分层寻址 + 路由转发可达性

三、IP 地址负责找“哪条路”，MAC 地址负责找“具体人”

网络通信过程本质上是两层寻址：

1. IP 地址负责路径选择（路由）

• 数据从源网段传到目标网段，靠的是 IP 的路由机制
• 哪台路由器负责哪段网段，靠的是路由表
• IP 决定数据要送到哪台机器（逻辑意义）

• MAC 地址负责二层定位（交换）

• 数据到达最后一跳后，怎么找到目标主机？靠 MAC
• 交换机通过学习 MAC 表，把数据从正确端口转发出去
• MAC 决定电缆口/无线接点上的设备是谁（物理意义）

所以，两者不是谁替代谁，而是一起协同。

 

 

四、没有 IP，网络就没法“跳出局域网”

只靠 MAC，有这些硬伤：

 

 

而 IP 有严格的层次结构（子网掩码、网段、路由聚合），

所以可以规划网络结构、做控制策略、实现分布式通信。

五、ARP 协议正是 MAC 和 IP 联动的桥梁

为了让 MAC 和 IP 协同工作，网络里引入了 ARP（地址解析协议）：

• 应用发起请求 → OS 检查目标 IP 是否同网段
• 是：发 ARP 广播，问“这个 IP 的 MAC 是谁？”
• 不是：发给网关，由网关继续路由转发

所以你看到的真实通信是这样的：

IP Packet → 封装在 MAC Frame 里 → 到达下一跳

MAC 是送到“下一跳”，IP 决定了整个“目的地”。

六、那有没有只用 MAC 或只用 IP 的场景？

还真有！

1. 纯二层网络（小型局域网）

• 所有设备都在一个 VLAN、不跨子网
• 不需要网关，只要 ARP + MAC 就能通信
• 常见于实验室、小型办公场景

但缺点是：扩展性差，广播风暴风险高

2. L3 网络虚拟化（VXLAN、SDN）

• MAC 层不再是真实物理地址，而是“逻辑映射”
• IP 成为主导的传输和调度手段
• 数据中心互联几乎全靠 IP + Overlay 实现跨域通信

七、小结一句话：

有了 MAC 还要 IP，是因为你不只是在同一个房间里喊人，而是要跨城送快递。

MAC 是“找到设备”的最后一步，IP 是“怎么找到这台设备”的全路径策略。

两者搭配，才能支撑起一个可规划、可管理、可扩展的全球网络系统。