有MAC地址了为什么还要用IP地址

首先来解释一下我个人对网上各种观点的评价。

首先像这个博客所说的，因为切换WIFI导致IP地址变更，如果没有MAC地址的话就会导致收不到数据。 实际上如果IP地址变更了，游戏里掉线重连后，服务端会接收到最新的IP地址并且与最新的IP地址进行连接，之前的数据就直接是丢包处理了，最终数据还是由重连后继续传输，所以这里并不是IP地址存在的必要条件。

接下来就说一下我个人搜索与认识后觉得比较可靠的答案：

原因一

当我们只有MAC地址，没有IP地址的时候。
如果我们想对一个范围内（一个子网内）的设备进行群发数据包，是很难做到的。
有几台机器的MAC地址分别为
设备A：aa-aa-aa-aa-aa-aa
设备B：bb-bb-bb-bb-bb-bb
设备C：cc-cc-cc-cc-cc-cc
设备D：dd-dd-dd-dd-dd-dd
假如设备A跟设备B同一个子网，设备C跟设备D同一个子网，那么我们只有MAC地址是很难实现这个子网识别跟针对子网群发数据包的。

问题在于我们如何才可以将aa-aa-aa-aa-aa-aa，bb-bb-bb-bb-bb-bb用东西标识为它们是一个子网范围内才行。

写死MAC地址前缀

有一个方法，就是设备出厂的时候写死MAC地址前缀，到时候根据地址前缀来识别子网进行群发就可以了。（这个方法是非常不现实的，实际上不会这样做）
用这种方法后的设备MAC地址可能会变成这样，拥有共同的公共字符串前缀。
设备A：xx-aa-aa-aa-aa-aa
设备B：xx-bb-bb-bb-bb-bb
到时候群发的时候写一个规则，针对xx开头的mac地址进行发送数据包即可。

交换机、路由表中新增记录

另一个方法是，交换表或者路由表中记录子网里面有哪些设备的mac地址。
子网A:aa-aa-aa-aa-aa-aa，bb-bb-bb-bb-bb-bb。
然而这个工作由交换机或者路由器进行记录，这无疑增大了交换机跟路由器的交换表以及路由表的存储容量，所以我们有没有更好的方法呢？
此时IP地址的作用性就来了。

IP地址

现在我们几台机器的不仅有了MAC地址，并且有了IP地址。
设备A：aa-aa-aa-aa-aa-aa，192.168.0.2
设备B：bb-bb-bb-bb-bb-bb，192.168.0.3
设备C：cc-cc-cc-cc-cc-cc，192.168.1.2
设备D：dd-dd-dd-dd-dd-dd，192.168.1.3

子网掩码

此时不仅有了IP地址，还产生了一个新概念，也就是子网掩码。

• 设备A：192.168.0.2 & 255.255.255.0 = 192.168.0.0
• 设备B：192.168.0.3 & 255.255.255.0 = 192.168.0.0
• 设备C：192.168.1.2 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0
• 设备D：192.168.1.3 & 255.255.255.0 = 192.168.1.0
  因此我们可以判断出设备A与B共属一个子网，设备C与D也共属一个子网。
  这样就可以方便快捷的群发数据包到指定子网中了。

所以有MAC地址为什么还需要IP地址，其中之一的原因就是方便子网划分，IP地址具有地域性特征。单靠MAC地址进行子网划分是不现实、很麻烦的事情，因为MAC地址基本是写死的，不能随意改变，而IP地址是进一步的抽象，允许灵活变更，取决于用户的配置。

原因二

原因二实际上也是跟子网划分有关，不过这个角度更多是从路由转发减少数据量的角度出发。随着网络中的设备逐渐憎多，路由转发数据包的路径会变得很庞大，子网划分就像城市划分一样，如果不存在城市划分，我们的快递就要一层一层的从城市，到市区，再到具体街道，再到具体房间去找到收件人。而如果城市进行了划分，我们直接将快递寄到当地城市的收件站，让当地城市收件站去负责接下来的分层配送就可以了。也就是说，我们寄件本来要流转很多环节，现在直接就能寄送到最顶层，从而减少了流转环节的负责。 路由转发数据包也是这样，有了子网后，数据包直接传到指定子网，剩下的工作交给子网去处理就可以了。这样一来，数据包转发的速度变快了，因为更容易找到目的地，让寻找到的路径接近最优，大大减少了路由器的计算量。

原因三

当初以太网发明的时候，仍然存在很多网络层协议，比如IPX/SPX协议、CLNP网络协议、Apple Talk协议，以太网需要对这些协议进行支持，如果没有MAC地址，那么识别一个网络设备就需要去读网络层协议头的地址，这就需要网卡对多种协议进行识别，增加了网卡的实现难度，而MAC地址是不管上面网络层是什么协议，网卡只需要根据MAC地址这唯一的规则去做解析，就能得到具体的MAC地址对应的设备是什么。
网卡当有了MAC地址后，就可以不依赖于任何网络层协议，来独立判断一个以太帧是否接收，简化了网卡的实现。

原因四

计算机网络自顶向下的说法：

原因五

MAC地址设计的时候本来只打算使用在局域网之中，而IP地址设计的时候是打算用来广域网中使用。如果没有IP地址的话，我们拥有MAC地址的设备A比如从路由A切换到了路由B，此时MAC地址不变，那么路由C如果想找到设备A就很麻烦了，因为它根本不知道设备A已经路由变更了，此时路由C实际上是找不到在路由B中的设备A。除非我们修改网络转发协议，制定相关不存在的补充转发规则。 如果有了IP地址的地域性，我们每次发包之前都可以直接将包塞到IP地址指定的路由中，这样就不会盲无目的的去路由搜索了。
所以IP地址可以说是保证了设备在不同局域网之中的通信，也保证了在广域网的通信。

其他问题

既然IP地址不能去掉,那么能不能去掉MAC地址呢?
也不能。因为IP地址是要设备上线以后才能根据他进入了哪个子网来分配的,在设备还没有IP地址的时候(或者分配IP地址的过程中)，我们还需要用MAC地址来区分不同的设备。