困惑：

“I always think that IP can replace all the functions of MAC, why do I need a MAC address”

发布困惑到Reddit上面 大家的回复让我再次对网络有了深刻的学习

Reddit

问题1：

交换机对数据包的转发是建立在物理地址（MAC地址）基础之上的，对于IP网络协议来说，它是透明的，即交换机在转发数据包时，不知道也无须知道信源机和信宿机的IP地址，只需知其目的MAC地址。 怎么理解这句话

交换机的定位：

数据链路层 识别MAC地址 将MAC地址把帧发送到正确的端口

如何理解交换机对IP透明？

交换机只看以太网头的目的MAC地址 → 决定转发端口。 IP头里面的内容（源IP、目的IP）交换机不看也不关心。

问题2：

什么是电路交换？

你拨通对方号码 → 电话交换机会为你和对方专门划出一条通道， 在通话过程中，这条通道只属于你们两个人，别人不能用。 通话结束 → 线路释放。

问题3：

什么是分组交换：

数据切片：把要传输的数据切成很多小的“分组（Packet）”，每个分组里带上源地址和目的地址。 独立传输：这些分组可以走不同的路径，只要最终到达目的地。 重组：目的地再根据分组序号重组出完整数据。

问题4：TCP/IP四层模型崛起（1980s） 说明了什么？ 这个模型解决了什么问题？ 为什么会这么设计？

理解分层思想：

底层（链路层/物理层）：光纤、双绞线、Wi-Fi、5G……负责怎么把0和1送出去。 上层（应用）：HTTP、邮箱、视频通话……只管“我要发这些数据”。 中间的网络层（IP）和传输层（TCP/UDP）把两边隔离开 → 确保上层不用操心底层是光纤还是无线。

应用层做什么？

定义应用逻辑和数据格式，应用不需要关心数据被分成多大包、怎么发出去，它只需要“发数据”给另一端。（发送的是字节流）

传输层做什么？

提供端到端通信（两台计算机之间）可靠性（TCP）或快速性（UDP）不关心数据具体内容，只看它是一串字节。

跨硬件兼容性：

IP层像“通用信封”：写好源/目标IP地址后，交给下层“邮递员”（不同硬件）投递。 下层硬件像“不同运输工具”：

以太网用“卡车”（网线+MAC地址） 卫星链路用“飞机”（无线电波） 拨号Modem用“自行车”（电话线+模拟信号）

无论底层是何种硬件，只要它能封装并传输IP包，就能加入互联网。

问题5：所以当封装了WIFI帧的数据包发送给路由器时 路由器所做的流程是什么？ 还有一个疑惑WIFI帧属于数据链路层根据对等传输不应该交给交换机吗？ 为什么要发送给路由器呢？

接收帧： 路由器的无线接口收到 Wi-Fi 信号，解码成数字信号。 链路层解封装： 检查 Wi-Fi 帧头（目的 MAC 是否是自己）。 去掉 Wi-Fi 帧头，得到里面的 IP 包。 网络层处理： 查看 IP 包的目标地址。 如果目标 IP 在本地网段，就直接发回局域网； 如果目标 IP 在其他网络，就按照路由表选择下一跳（可能是公网出口）。 重新封装： 把这个 IP 包重新封装成新的链路层帧（可能是以太网帧、可能是运营商的某种底层格式）。 发送： 发到对应端口（WAN口/运营商）。

“Wi-Fi帧属于数据链路层，为什么不交给交换机？”

同一网段内 如果你要访问同一个局域网内的设备（例如打印机、NAS）： Wi-Fi帧发送后，路由器内的交换机部分（很多家用路由器有交换机芯片）会处理它，直接转发给目标设备。 在这种情况下，路由器的路由功能几乎没参与，只是当成交换机用。

不同网段 / 上网 当你访问互联网（例如百度服务器）： 你的电脑并不知道百度服务器的MAC地址（因为它不在同一个二层网段）， 所以只能把包发给默认网关（路由器的MAC）。 路由器不仅是无线接入点，还是三层设备： 它能查看 IP 层信息并做路由决策，而交换机只能看 MAC 地址。

5. 梳理流程： 所以当发送一个数据包时 首先判断是否在同一个网段内使用ARP广播网段内设备判断！如果发现了则直交换机发送帧给设备，如果没有发现则需要跨网段，ARP广播则会找到路由器的MAC的地址发送帧然后解封帧头检查IP重新封装帧头？是这个流程吗 如果是的话再次封装的帧头内容是什么呢？

再次封装的帧头内容： 源MAC：路由器下一跳接口的 MAC 地址（例如它的WAN口MAC）。 目的MAC：下一跳设备的 MAC 地址（例如运营商汇聚交换机的MAC）。

为什么每一跳都要“重新封装帧头”？

链路层的地址（MAC）只在一段链路有效 MAC就是局域网内有效！

问题6：

建立连接 是 任何的端对端请求都需要的吗？

不是所有端对端通信都需要建立连接，这完全取决于使用的协议： 需要连接：TCP（如网页浏览、文件传输）。 不需要连接：UDP（如视频通话、DNS查询）、ICMP（如Ping）。 甚至不用IP：ARP（局域网MAC寻址）、Wake-on-LAN（纯二层唤醒）。