通常のネットワークでは、各ホストにはネットワーク内のステーション間で認識される一意の IP アドレスがありますが、なぜ MAC アドレスが必要なのでしょうか?
ステーション A がステーション B に送信したいとします。ステーション A はステーション B の IP アドレスを知っています。しかし、ステーション A は送信前に ARP を送信して B の MAC アドレスを要求します。そして、B の MAC アドレスを取得した後、A は B の MAC アドレスを宛先アドレスとしてデータを送信します。
なぜ B は A が送信した ARP に応答するのと同じようにパケットを受け入れることができないのでしょうか? そうすれば、ステーション A は MAC アドレスを要求するために ARP を送信する必要がなくなり、MAC アドレスも必要ありません。 さらに、IP アドレスはネットワーク ステーション間で一意であるため、ステーションを認識するために別の MAC アドレスが必要なのはなぜでしょうか?
答え1
IP アドレスがない場合に備えて、ステーションの識別のためにネットワーク カードに固有の識別子を組み込む必要があるためです。または、IP アドレスを取得したいステーションの識別がない場合、システムはどのようにして DHCP を使用して有効な IP アドレスを取得すればよいのでしょうか。
また、イーサネット経由で送信できるプロトコルは IP だけではないため、イーサネット自体がさまざまなプロトコルを可能にするための一意の識別子を提供する必要があります。
答え2
まず、ダンの答えに賛成します。そのテーマについて適切な調査を行うことは、暗闇に1つの光しか差し込まない質問をするよりもはるかに優れています。私はスティーブンの TCP/IP 図解はネットワーキングのバイブルです。私の第 1 巻は、使いすぎで背表紙がかなり破れています。しかし、あなたが質問し、私が回答の半分を入力したところで Dan の回答が出てきたので、古い管理者としての立場で「とにかく投稿」を押します。
部分的には歴史的なものです。MACアドレスはレイヤー2ですが、IPアドレスはレイヤー3です（例：このウィキペディアのページレイヤーの詳細については、こちらをご覧ください。
なぜこのように分離されているのでしょうか。イーサネットが発明されたとき、イーサネット ネットワークで実行できるネットワーク テクノロジは IP だけではありませんでした。私自身、80 年代半ばにイーサネット上で実行される DECnet を頻繁に使用しましたが、これには IP アドレスはありませんでした。さらに、MAC アドレスを持たない非イーサネット ネットワーク テクノロジ上で IP を実行することも完全に可能です。トークン リング ネットワークや SLIP などが思い浮かびます。
あなたが提案したようにイーサネットと IP が結合されていたら、上記のどちらも実現できなかったでしょう。確かに、振り返ってみると IP がインターネットワーキングの大きな勝利だったことは明らかですが、1981 年当時はそれほど明確ではなく、当時は 2 つのレイヤーを分離することが間違いなく正しいことでした。
答え3
xENOn、これは私が過去に何度も自問した質問です。実際、これはある意味恣意的です。MadHatter さんが親切にも言っていたように、物理アドレスを必要とせずにうまく動作する IP ネットワーク タイプがあるからです。つまり、追加のアドレス タイプは理論的には必要ありません。ただし、IP アドレスが DHCP などによって自動的に配布される場合は、MAC アドレスが役立ちます。DHCP サーバーは、どのホストがどの IP を受け取ったかを明確に把握する必要があるか、または単一のホストに要求されていない追加の IP アドレスが付与されないことを確認する必要があるためです。MAC アドレスがなければ、各ホストに IP アドレスを手動で設定する必要があります。つまり、多数のホストがある場合にはあまり実用的ではなく、IT 管理者にとっては悪夢のようなものです。イーサネット ローカル リンクに関しては、イーサネット サブシステムはイーサネット フレームのみを認識するため、選択肢はあまりありません。つまり、各イーサネット インターフェイス回路は、宛先アドレスとして独自の MAC アドレスまたはブロードキャスト/マルチキャスト MAC アドレスを持たないすべてのイーサネット フレームをフィルターで除外します。このフロント エンド フィルタリングを生き残ったフレームだけが、IP ペイロードを IP 層に実際に配信します。謎を解くのに少しでも役に立てれば幸いです。