为什么有了MAC地址，还需要IP地址？

解释

搞懂这个问题，首先需要了解交换机的功能

交换机内部有一张MAC地址映射表，记录着MAC地址和端口的对应关系。

如果A要给B发送一个数据包，构造如下格式的数据结构：

到达交换机时，交换机内部通过自己维护的 MAC 地址表，发现目标 B 的 MAC 地址 bb-bb-bb-bb-bb-bb 映射到了端口 1 上，于是把数据从 1 号端口发给了 B。

但随着机器数量的增多，交换机的端口不够，此时只要将多个交换机连接起来，这个问题就轻而易举搞定。

此时，两个交换机将分别记录 A ~ H 所有机器的映射记录。

左边的交换机：

右边的交换机：

此时如果A 要发数据给 F(ff-ff-ff-ff-ff-ff)，数据包首先到达左边的交换机，在左边的交换机上发现F的MAC地址映射到端口6上，然后数据通过端口6到达右边的交换机，在右边的交换机上发现F的MAC地址映射到端口3上，于是把数据从端口3发给了F。

然而，机器的数量骤增，交换机记录的映射表规模太大。

此时，找到一个设备(路由器)把两个交换机连接起来

左边的交换机只需要多一条路由器MAC地址和交换机端口号的映射关系即可。它只管发到路由器，剩下路由器怎么转发，左边的交换机不用管。

注意：路由器的每一个端口，都有独立的 MAC 地址；并且路由器至少有两个端口

这样的话，交换机就不用维护那么大的映射表了。

此时，想到两个问题：

• 如何知道哪些数据需要发给路由器？
  这时候就要看主机IP地址，如果在一个子网内，那么数据将只经过交换机达到目的主机；如果不在一个子网内，就交给路由器去处理。

• 主机怎么知道哪个是路由器？
  在主机上要设置默认网关。当检测到目的主机和自己不在一个网关时，就发给这个IP地址(路由器)

参考

有了 IP 地址，为什么还要用 MAC 地址？ - 无聊的闪客的回答 - 知乎