问题

ip地址是否可以取代mac地址,Fibre Channel over IP是否只使用ip地址进行通信?

回答
关于IP地址是否能取代MAC地址,以及Fibre Channel over IP(FCIP)在通信中是否只使用IP地址,这背后涉及到网络通信的几个核心概念和层级。咱们不妨把话说得明白透彻一些。

IP地址与MAC地址:同床异梦的两者

首先,我们得认识到,IP地址和MAC地址它们服务的网络层级是不同的,所以它们承担的角色也各不相同,这也就决定了IP地址无法完全取代MAC地址。

想象一下我们寄快递。

MAC地址(Media Access Control Address):这就像是你的家庭住址,是物理网卡(网卡)在出厂时就被“烧”进去的一个全球唯一的、固定的身份标识。它工作在数据链路层(OSI模型的第二层)。当数据包在同一个局域网内传输时,比如你的电脑想把数据发给路由器,它就需要知道路由器的MAC地址。这个地址是用来在本地网络里“点对点”精确找到设备的。一旦数据包离开了本地网络,进入了互联网,这个MAC地址的作用也就基本失效了。它就像一个邮递员在小区里认门牌号一样,只需要知道你家的具体门牌号就能送达。

IP地址(Internet Protocol Address):这更像是你的收件地址,是在你接入网络时由网络分配的。它工作在网络层(OSI模型的第三层)。IP地址是用于在全球范围内的互联网上进行寻址和路由的。它不是固定的(除非你买了固定IP),可以改变,比如你换了个网络环境,你的IP地址可能就变了。IP地址就像是一个城市的详细地址,包含省份、城市、街道、楼号,它能指导邮递员如何跨越千山万水将包裹送到你的城市和区域。

为什么IP不能取代MAC?

1. 寻址范围不同:MAC地址是用于局域网内的物理寻址,而IP地址是用于全球范围内的逻辑寻址。一个MAC地址只在它的局部网络内有意义,跨越路由器后就无效了。
2. 工作机制不同:在局域网内,设备之间通信需要知道对方的MAC地址才能构建以太网帧。ARP(Address Resolution Protocol)协议就是负责将IP地址解析成MAC地址的。你无法直接用IP地址在局域网里找到一个设备并与之通信,网络设备(交换机)需要的是MAC地址来转发数据帧。
3. 硬件与逻辑:MAC地址是固化在硬件(网卡)上的,具有物理属性。IP地址是逻辑地址,可以动态分配和改变。
4. 效率和安全性:MAC地址的直接寻址在局域网内更直接、更高效。而IP地址的路由需要经过多层网络设备(路由器)的查找和转发。在某些安全场景下,MAC地址过滤也是一种基础的安全措施。

简单来说,IP地址告诉你“包裹应该送到哪个城市、哪个地区、哪栋楼”,而MAC地址则告诉邮递员“在这一栋楼里,具体哪一户才是你要找的人家”。没有MAC地址,即使IP地址指明了区域,也很难精确地在局部网络中找到目标设备。

Fibre Channel over IP(FCIP)是否只使用IP地址进行通信?

现在我们来看看FCIP。FCIP的目的是将传统的、基于专用的光纤通道(Fibre Channel, FC)的网络流量封装到IP网络上传输。这里就涉及到“封装”这个概念了。

FCIP通信是高度依赖IP地址的,但它并不意味着FCIP协议本身在传输时就完全丢弃了FC的标识信息。

我们这样理解:

FCIP的本质:FCIP就像是给你的FC存储流量套上一个IP的“外壳”,让它能够“搭乘”IP网络这辆高速公路。你的FC数据包(包含源、目的FC地址等信息)本身被包裹在了IP数据包里进行传输。

通信流程:
1. 源端(FCIP Tunnel Endpoint):接收到原始的FC帧。
2. 封装:将这个FC帧进行封装,在其外部加上一个IP头部(包含源IP地址和目的IP地址)以及TCP头部(FCIP通常使用TCP来保证传输的可靠性)。
3. 传输:这个带有IP头部的封装数据包就通过标准的IP网络(互联网、MPLS网络等)进行路由和传输,直到到达目的地。
4. 解封装:目的端的FCIP网关收到IP包后,去掉IP和TCP的头部,取出里面的原始FC帧。
5. 转发:再将这个原始FC帧交给目标FC存储设备处理。

为什么需要IP地址:正是因为要利用现有的IP网络进行传输,所以IP地址是必不可少的。源和目的IP地址告诉了IP网络如何将这个封装好的数据包从一个地方送到另一个地方。没有IP地址,IP网络就不知道往哪里送。

FC地址的作用:虽然传输过程中使用的是IP地址来寻址,但FC地址(源FC ID,目的FC ID)在封装的FC帧内部仍然存在。这些FC地址对于目的地FCIP网关来说是至关重要的。它需要知道原始FC帧是属于哪个FC端口(WWPN)发送的,以及是给哪个FC端口(WWPN)发送的。接收到解封装后的FC帧后,目标FCIP网关会根据内部的FC地址信息,将这个FC流量正确地转发给对应的FC存储端口。

总结一下:

IP地址不能取代MAC地址,因为它们工作在不同的网络层,负责不同的寻址功能。MAC地址用于局域网的物理寻址,IP地址用于全球网络的逻辑寻址。
FCIP在传输过程中是使用IP地址进行通信的,但它将原始的FC帧封装在IP数据包内。FC地址在封装的FC帧内部仍然存在,并被目的地FCIP设备用于正确地处理存储流量。所以,可以说FCIP的“长途跋涉”依赖IP地址,但在目的地“卸货”和处理时仍然需要原始的FC地址信息来完成存储连接的建立和数据传输。

你可以把FCIP想象成通过国际快递寄送一份加密文件。快递公司的运输系统(IP网络)只关心包裹的收发件人地址(IP地址)。但是,文件本身里面(FC帧)有一个特定的收件人姓名和部门(FC地址),只有收件公司的内部部门(FCIP网关)才能根据这份内部信息,把加密文件准确地交给最终的收件人(FC存储设备)。国际快递系统(IP网络)不关心你文件里写了什么,只关心包裹的外部信息。而FCIP网关则是那个既能处理外部包裹(IP包),又能识别内部加密文件(FC帧)的特殊角色。

网友意见

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ip地址就可以定位一个网络终端,是否可以取消mac地址?与网络层和ip地址相比,数据链路层和mac地址起到了怎样不同的作用,是否必要?

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