题主的问题应该和这个问题是等效的:有了 MAC 地址,为什么还要用 IP 地址?(因为两个问题的想法都是直接用设备的唯一 ID 来进行路由,只不过题主是把这个 ID 称作 IP,而我的这个问题是把这个 ID 称作 MAC 罢了。)
然后我们就发现这个问题变得简单了:当年设计 IP 地址的目的是什么呢?当年设计出 IP 地址这个东西,就是因为随着网络中的设备逐渐增多,人们发现路由(也就是寻找数据包从发送方到接收方的路径)变得越来越困难了。于是人们想了一个办法,就是把网络划分成很多个子网。这样,在路由的时候,路由器可以把其他子网看成一个整体来进行计算。对于目的地在其他子网的数据包,路由器只需要让数据包到达那个子网即可,而剩下的工作就由子网内部解决了。虽然这种方法只能让寻找到的路径接近最优而不保证最优,不过它大大减少了路由器的计算量,利大于弊,所以被采用了。
那么为什么我们需要 IP 地址呢?因为如果我们只用 MAC 地址的话,我们会发现路由器需要记住每个 MAC 地址所在的子网是哪一个(不然每一次收到数据包的时候路由器都要重新满世界地去找这个 MAC 地址的位置)。而世界上有
个MAC 地址,这就意味着即使我们给每个 MAC 地址只留 1 字节的储存空间,每个路由器也需要 256 TB 的内存!这显然是不可能实现的。
这就是我们需要 IP 地址的原因了。