TL; DR> MAC 주소는 이더넷 네트워크 (및 WiFi와 같은 다른 유사한 표준)의 하위 레벨 구성 요소입니다. 이를 통해 장치는 로컬 물리적 네트워크 (LAN)의 컴퓨터와 통신 할 수 있으며 인터넷을 통해 라우팅 할 수 없습니다. 물리적 하드웨어는 이론적으로 전세계 어느 곳에 나 연결될 수 있기 때문입니다.

반대로 IP 주소는 전체 인터넷을 포괄하며 라우터는 대상에 도달하기 위해 여러 홉이 필요한 경우에도 데이터를 보낼 위치를 파악하기 위해 사용하지만 로컬 네트워크의 물리적 하드웨어와의 인터페이스에는 도움이되지 않습니다.

이더넷보다 더 나은 표준을 찾은 경우 MAC 주소를 사용할 수는 없지만 인터넷의 다른 사람이 들어 본 적이없는 경우에도 인터넷의 IP 트래픽이 계속 흐를 수 있습니다.

IP보다 더 나은 표준을 찾은 경우 (예 : 모든 IPv4 주소가 소진 된 경우 IPv6) 대부분의 이더넷 하드웨어는 수정없이 새로운 종류의 트래픽을 전달할 수 있으며 간단한 소프트웨어 / 펌웨어 업데이트로 나머지 대부분을 수정할 수 있습니다.

로컬 이더넷 (또는 wifi) 네트워크 기능을 사용하려면 MAC 주소가 필요합니다. 물리적 연결이 공유 되더라도 네트워크 장치가 직접 연결된 단일 장치의 관심을 끌 수 있습니다. 단일 조직 내에서 수천 개의 장치가 함께 연결된 경우에 중요 할 수 있습니다. 더 넓은 인터넷에서는 작동하지 않습니다.

이 질문에 대한 답을 실제로 이해하려면 OSI (때로는 7 계층) 모델 을 이해해야합니다 .

물리적으로 직접 연결되지 않은 별도의 시스템에서 실행되는 두 응용 프로그램간에 통신이 이루어 지려면 많은 작업이 필요합니다.

예전에는 각 응용 프로그램이 응용 프로그램에 도달하여이를 해독 할 수있는 적절한 신호를 생성하기 위해 실행해야하는 머신 코드 명령을 정확히 알고있었습니다. 모든 커뮤니케이션은 사실상 지점 간이었으며 소프트웨어는 배포 될 정확한 상황에 맞게 작성되어야했습니다. 분명히, 그것은 지속 불가능했습니다.

대신 네트워킹 문제는 계층으로 나뉘어졌으며 각 계층은 원격 시스템에서 일치하는 계층과 대화하는 방법과 로컬 시스템에서 계층 (아래)과 통신하는 방법을 알고있었습니다. 웹 브라우저는 토큰 링, 이더넷 또는 Wi-Fi 네트워크를 사용하는 컴퓨터에서 실행되는지 여부를 신경 쓸 필요가 없으며 하드웨어가 무엇인지 알 필요가 없습니다. 원격 기계가 사용합니다.

이 작업을 수행하기 위해 7 레이어 모델은 중첩 된 봉투와 같은 시스템을 사용합니다. 응용 프로그램은 데이터를 작성하고 운영 체제가 제공 할 수 있도록 봉투에 넣습니다. OS는 이것을 다른 봉투에 싸서 네트워크 드라이버로 전달합니다. 네트워크 드라이버는 이것을 다른 봉투에 싸서 물리적 케이블에 넣습니다. 등등.

맨 아래 레이어 인 레이어 1 은 물리 레이어입니다. 이것은 전선과 트랜지스터 및 전파의 층이며,이 층에서 통신은 대부분 단지 하나의 것 및 필요의 흐름입니다. 데이터는 물리적으로 연결된 모든 곳으로갑니다. CAT-5 케이블을 사용하여 컴퓨터의 네트워크 포트를 스위치에 연결합니다.

레이어 2 는 데이터 링크 레이어입니다. 이것은 구조와 기능에 일부 구조, 오류 감지 및 수정 기능, 메시지에주의를 기울여야하는 물리적으로 연결된 장치 (여기서 실제 연결은 실제로 Wi-Fi가 될 수 있음)에 대한 일부 표시를 제공합니다. 이것은 MAC 주소가 사용되는 계층이며 나중에 다시 올 것입니다. 그러나이 계층에서는 MAC 주소 만이 유일한 가능성은 아닙니다. 예를 들어, 토큰 링 네트워크에는 다른 데이터 링크 구현이 필요합니다.

계층 3 은 네트워크 계층입니다. 이것은 IP가 작동하는 계층입니다 (단, 네트워크 계층 프로토콜 중 하나는 아니지만). 이것은 컴퓨터가 “네트워크”의 어느 시스템 에나 도착할 수있는 메시지를 보낼 수있게하는 계층입니다. 문제의 머신을 직접 연결할 필요는 없습니다.

레이어 4-7 은 상위 레벨 프로토콜입니다. 하드웨어에서 멀어지고 응용 프로그램에 더 가깝습니다. 예를 들어, TCP는 IP 위에 위치하며 누락 된 메시지를 자동으로 재전송하는 메커니즘을 제공합니다.

따라서 MAC 주소는 계층 2에서 작동하며 서로 물리적으로 연결된 두 시스템이 동일한 물리적 연결을 공유하는 다른 시스템에서 무시할 메시지를 보낼 수 있습니다.

IP 주소 8.8.8.8을 사용하여 일부 데이터를 컴퓨터로 보내려는 응용 프로그램이 있다고 가정합니다.

레이어 3은 무엇보다도 IP 주소 8.8.8.8을 포함하는 봉투에 데이터를 싸서 레이어 2로 전달합니다.

계층 2는이 IP 주소를보고 직접 연결된 시스템이이 메시지를 처리 ​​할 수 ​​있는지 결정합니다. 해당 컴퓨터에있는 네트워크 카드의 해당 MAC 주소와 함께 직접 연결된 IP 주소를 선택하는 조회 테이블이 있습니다. 이 룩업 테이블은 네트워크 카드가 직접 연결된 다른 장치에 대한 질문을 할 수있는 ARP라는 프로토콜을 사용하여 구성됩니다. 이더넷은 특별한 MAC 주소 인 FF : FF : FF : FF : FF : FF를 예약하여 장치가 물리적으로 연결된 모든 장치와 통신 할 수 있도록 합니다.

IP 주소가 테이블에 있거나 ARP를 통해 확인할 수있는 경우 새 헤더의 MAC 주소를 사용하여 레이어 3 봉투를 레이어 2 봉투에 싸고 전체 번들을 레이어 1의 하드웨어에 전달합니다. 일치하는 MAC 주소를 가진 네트워크 카드는 메시지를 수신하고 네트워크 드라이버는 Layer 2 엔벨로프를 열고 운영 체제의 특정 IP 주소에서 메시지를받을 것으로 예상되는 부분까지 내용을 전달합니다.

또는 IP 주소가 로컬 네트워크에 없으면 새 엔벨로프는이 네트워크 인터페이스에 대해 구성된 기본 게이트웨이 (예 : 라우터)의 MAC 주소를 갖게되고 하드웨어는 패킷을 라우터로 전송합니다.

라우터는 계층 2 엔벨로프에서 고유 한 MAC 주소를 확인하고 레벨 2 패킷을 엽니 다. 레벨 3 엔벨로프의 IP 주소를보고 메시지가 다음에 어디로 가야하는지 알 수 있습니다. 이는 아마도 ISP의 라우터 일 것입니다. 라우터가 NAT (또는 이와 유사한)를 사용하는 경우 내부 IP 주소를 개인용으로 유지하기 위해이 시점에서 레벨 3 엔벨로프를 수정할 수도 있습니다. 그런 다음 ISP의 라우터의 MAC 주소로 주소가 지정된 새 레벨 2 봉투에 레벨 3 봉투를 싸서 메시지를 보냅니다.

외부 봉투를 제거하고 체인의 다음 단계로 주소가 지정된 새 봉투에 내용을 포장하는 과정은 메시지가 대상 시스템에 도달 할 때까지 계속됩니다.

그런 다음 메시지가 의도 한 수신자에게 도달 할 때까지 메시지가 레이어를 다시 걸 으면서 봉투가 계속 찢어지게됩니다. 메시지가 거기에 도착하고 실제로 원래 기계로 응답을 얻는 데 필요한 모든 단계가 있습니다.

그러나 그것은 모두 마술처럼 작동합니다!

네트워크 스위치는 MAC 주소를 사용하여 네트워크 트래픽 흐름을 최적화 할 수 있습니다. 이더넷 허브는 단순히 모든 들어오는 트래픽을 모든 포트로 전달하는 반면, 스위치는 패킷의 대상 MAC 주소가 연결된 단일 포트로만 트래픽을 전달할 수 있습니다. 이것은 네트워크의 유효 대역폭을 증가시킵니다. 스위치는 특정 포트를 대상으로하므로 불필요한 네트워크 세그먼트에서 트래픽을 전달하지 않습니다. 스위치는 ARP 또는 패킷 스니핑을 사용하여 어떤 장치가 어떤 포트에 연결되어 있는지 식별합니다. 스위치는 레이어 2 패킷의 내용을 완전히 무시합니다.

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