Posterior a de una extensa selección de información resolvimos este apuro que pueden tener algunos de nuestros usuarios. Te regalamos la solución y deseamos serte de mucha ayuda.
Solución:
¿Para qué se utilizan las direcciones MAC?
Las direcciones MAC son los conceptos básicos de bajo nivel que hacen que su red local basada en Ethernet funcione. Local significa que los dispositivos de red están conectados directamente a través de un cable o por WiFi o mediante un concentrador de red o un conmutador de red.
Cada una de las tarjetas de red tiene una dirección MAC única. Los paquetes que se envían a través de Ethernet siempre provienen de una dirección MAC y se envían a una dirección MAC. Si un adaptador de red está recibiendo un paquete, está comparando la dirección MAC de destino del paquete con la propia dirección MAC del adaptador. Si las direcciones coinciden, el paquete se procesa; de lo contrario, se descarta.
Hay direcciones MAC especiales, una por ejemplo es ff: ff: ff: ff: ff: ff, que es la dirección de transmisión y direcciona todos los adaptadores de red en la red.
¿Cómo funcionan juntas las direcciones IP y MAC?
IP es un protocolo que se utiliza en una capa por encima de Ethernet. Otro protocolo, por ejemplo, sería IPX. IP permite la conexión de diferentes redes locales y así formar una red corporativa o Internet global.
Cuando su computadora quiere enviar un paquete a alguna dirección IP xxxx, entonces la primera verificación es si la dirección de destino está en la misma red IP que la computadora. Si xxxx está en la misma red, entonces se puede acceder directamente a la IP de destino; de lo contrario, el paquete debe enviarse al enrutador configurado.
Hasta ahora las cosas parecen haber empeorado, porque ahora tenemos dos direcciones IP: una es la dirección de destino del paquete IP original, la otra es la IP del dispositivo al que debemos enviar el paquete (el siguiente salto, o el final destino o el enrutador).
Dado que Ethernet usa direcciones MAC, el remitente necesita obtener la dirección MAC del siguiente salto. Hay un protocolo especial ARP (protocolo de resolución de direcciones) que se utiliza para eso. Una vez que el remitente ha recuperado la dirección MAC del siguiente salto, escribe esa dirección MAC de destino en el paquete y envía el paquete.
¿Cómo funciona ARP?
ARP en sí es un protocolo por encima de Ethernet, como IP o IPX. Cuando un dispositivo quiere saber la dirección MAC para una dirección IP determinada, envía un paquete a la dirección MAC de transmisión preguntando “¿Quién tiene la dirección IP yyyy?” Todos los dispositivos reciben ese paquete, pero solo el que tiene la dirección IP yyyy responderá con un paquete “Soy yo”. El dispositivo que pregunta recibe la respuesta y ahora sabe que la dirección MAC de origen del paquete ARP es la dirección MAC correcta para usar. Por supuesto, el resultado se almacenará en caché, por lo que el dispositivo no necesita resolver la dirección MAC cada vez.
Enrutamiento
Casi me olvido de mencionar: no hay enrutamiento basado en direcciones MAC. Las direcciones MAC y Ethernet de bajo nivel solo pueden llegar a todos los dispositivos del mismo red (cableada o inalámbrica). Si tiene dos redes con un enrutador en el medio, no puede hacer que un dispositivo en la red A envíe un paquete a la dirección MAC de un dispositivo en la red B. Ningún dispositivo en la red A tiene la dirección MAC del dispositivo en la red B, por lo que un El paquete a esta dirección MAC será descartado por todos los dispositivos en la red A (también por el enrutador).
El enrutamiento se realiza a nivel de IP. Simplemente visto, el enrutador está haciendo lo que describí anteriormente en la sección “¿Cómo funcionan juntas las direcciones IP y MAC?”. El enrutador recibirá paquetes para su propia dirección MAC pero para una dirección IP diferente. Luego verificará si puede comunicarse directamente con la dirección IP de destino. Si es así, envía el paquete al objetivo. De lo contrario, el enrutador también tiene un enrutador ascendente configurado y enviará el paquete a ese enrutador.
Por supuesto, puede tener configurados varios enrutadores. Su enrutador doméstico solo tendrá un enrutador ascendente configurado, pero en la red troncal de Internet los grandes enrutadores tienen grandes tablas de enrutamiento para que conozcan las mejores formas para todos los paquetes.
Otros casos de uso de direcciones MAC
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Los conmutadores de red almacenan una lista de direcciones MAC que se ven en cada puerto y solo reenvían paquetes a los puertos que necesitan ver el paquete.
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Los puntos de acceso inalámbricos suelen utilizar direcciones MAC para el control de acceso. Solo permiten el acceso a dispositivos conocidos (la dirección MAC es única e identifica dispositivos) con la contraseña correcta.
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Los servidores DHCP utilizan la dirección MAC para identificar dispositivos y dar a algunos dispositivos direcciones IP fijas.
Las direcciones TL; DR> MAC son un componente de bajo nivel de una red Ethernet (y algunos otros estándares similares, como WiFi). Permiten que un dispositivo se comunique con una máquina en la red física local (LAN) y no se pueden enrutar a través de Internet, porque el hardware físico, en teoría, podría conectarse en cualquier parte del mundo.
Por el contrario, las direcciones IP cubren todo Internet y los enrutadores las usan para averiguar dónde enviar datos incluso si necesitan varios saltos para llegar a su destino, pero no son útiles para interactuar con el hardware físico en su red local.
Si alguna vez encontramos un estándar mejor que Ethernet, es posible que no use direcciones MAC, pero el tráfico IP de Internet aún podría fluir a través de él, incluso si otras personas en Internet nunca han oído hablar de él.
Si alguna vez encontramos un estándar mejor que IP (por ejemplo, IPv6 si se agotan todas las direcciones IPv4), la mayoría del hardware Ethernet podría transportar el nuevo tipo de tráfico sin modificaciones, y una simple actualización de software / firmware arreglaría la mayor parte del resto.
Se requieren direcciones MAC para que funcione una red Ethernet (o wifi) local. Permiten que un dispositivo de red atraiga la atención de un único dispositivo conectado directamente, aunque la conexión física sea compartida. Esto puede ser importante cuando miles de dispositivos están conectados entre sí dentro de una sola organización. No cumplen ninguna función en Internet en general.
Para comprender realmente la respuesta a esta pregunta, debe comprender el modelo OSI (a veces conocido como el modelo de 7 capas).
Para que la comunicación tenga lugar entre 2 aplicaciones que se ejecutan en máquinas separadas que no tienen una conexión física directa, un lote de trabajo debe realizarse.
En los viejos tiempos, cada aplicación sabría exactamente qué instrucciones de código de máquina debían ejecutarse para producir una señal adecuada que llegaría y podría ser decodificada por la aplicación en el extremo lejano. Toda la comunicación fue efectivamente de punto a punto, y el software tuvo que escribirse para adaptarse a la situación exacta en la que se iba a implementar. Evidentemente, eso era insostenible.
En lugar de esto, el problema de las redes se dividió en capas, y cada capa sabía cómo hablar con la capa correspondiente en una máquina remota y cómo comunicarse con la capa debajo (y a veces arriba) en su máquina local. No sabía nada en absoluto sobre otras capas en su lugar, por lo que su navegador web no necesita preocuparse si se está ejecutando en una máquina que usa una red token ring, ethernet o wifi, y definitivamente no necesita saber qué hardware que utiliza la máquina remota.
Para que esto funcione, el modelo de 7 capas utiliza un sistema parecido a los sobres anidados; la aplicación crea sus datos y los envuelve en un sobre para que el sistema operativo los entregue. El sistema operativo lo envuelve en otro sobre y lo pasa al controlador de red. El controlador de red envuelve esto en otro sobre y lo coloca en el cable físico. Etcétera.
La capa inferior, capa 1, es la capa física. Esta es la capa de cables, transistores y ondas de radio, y en esta capa, la comunicación es principalmente una corriente de unos y ceros. Los datos van a todos los lugares conectados físicamente. Conecta el puerto de red de su computadora a su conmutador usando un cable CAT-5.
Capa 2 es la capa de enlace de datos. Esto proporciona cierta estructura a los unos y los ceros, algunas capacidades de detección y corrección de errores, y alguna indicación sobre qué dispositivo conectado físicamente (aquí las conexiones físicas pueden ser en realidad a través de wifi) debería prestar atención al mensaje. Esta es la capa en la que entran en juego las direcciones MAC, y volveremos a ella más adelante. Pero las direcciones MAC no son la única posibilidad en esta capa. Las redes Token Ring, por ejemplo, necesitan una implementación de enlace de datos diferente.
Capa 3 es la capa de red. Esta es la capa en la que trabaja IP (aunque tampoco es el único protocolo de capa de red), y es esto lo que permite a las computadoras enviar un mensaje que puede llegar a cualquier máquina en cualquier lugar de la “red”. No es necesario que haya una conexión directa entre las máquinas en cuestión.
Capas 4-7 son protocolos de nivel superior. Se alejan cada vez más del hardware y se acercan a la aplicación. TCP, por ejemplo, se coloca encima de IP y proporciona mecanismos que reenvían automáticamente los mensajes cuando se pierden.
Entonces, las direcciones MAC funcionan en la Capa 2 y permiten que 2 máquinas que están conectadas físicamente entre sí envíen mensajes que serán ignorados por otras máquinas que comparten la misma conexión física.
Supongamos que tengo una aplicación que quiere enviar algunos datos a la máquina con la dirección IP 8.8.8.8
La capa 3 envuelve los datos en un sobre que contiene, entre otras cosas, la dirección IP 8.8.8.8 y luego la entrega a la capa 2.
La capa 2 mira esta dirección IP y decide qué máquina a la que está conectada directamente es capaz de lidiar con este mensaje. Tendrá una tabla de búsqueda de una selección de las direcciones IP conectadas directamente junto con la dirección MAC correspondiente de la tarjeta de red en esa máquina. Esta tabla de búsqueda se construye utilizando un protocolo llamado ARP, que permite que una tarjeta de red haga preguntas a los otros dispositivos conectados directamente. Ethernet reserva una dirección MAC especial, FF: FF: FF: FF: FF: FF, que permite que un dispositivo se comunique con todos dispositivos conectados físicamente.
Si la dirección IP está en la tabla (o se puede resolver a través de ARP), envolverá el sobre de la Capa 3 en un sobre de la Capa 2 con la dirección MAC en el nuevo encabezado y luego pasará todo el paquete al hardware en la Capa 1 La tarjeta de red con la dirección MAC correspondiente recibirá el mensaje y el controlador de red abrirá el sobre de Capa 2 y pasará el contenido a cualquier parte del sistema operativo que espere recibir mensajes en la dirección IP específica.
Alternativamente, si la dirección IP no está en la red local, el nuevo sobre tendrá la dirección MAC de la puerta de enlace predeterminada (es decir, el enrutador) configurada para esta interfaz de red y el hardware transportará el paquete al enrutador.
El enrutador nota su propia dirección MAC en el sobre de capa 2 y abre el nivel 2 paquete. Observa la dirección IP en el sobre de nivel 3 y determina dónde debe ir el mensaje a continuación, que probablemente será el enrutador de su ISP. Si el enrutador usa NAT (o similar), incluso puede modificar el sobre de nivel 3 en este punto, para mantener la privacidad de sus direcciones IP internas. Luego, envolverá el sobre de nivel 3 en un nuevo sobre de nivel 2 que está dirigido a la dirección MAC del enrutador del ISP y enviará el mensaje allí.
Este proceso de retirar el sobre exterior y envolver el contenido en un nuevo sobre dirigido al siguiente paso de la cadena continuará hasta que el mensaje llegue a la máquina de destino.
Los sobres continuarán siendo arrancados a medida que el mensaje regrese por las capas hasta que finalmente llegue a su destinatario previsto, que será una aplicación en algún lugar que, con suerte, sabrá qué hacer con el mensaje, pero no tendrá idea de cómo mensaje llegó allí ni todos los pasos necesarios para devolver la respuesta a la máquina original.
¡Pero todo funciona, casi como por arte de magia!
Tenga en cuenta que los conmutadores de red pueden utilizar direcciones MAC para optimizar el flujo del tráfico de red. Mientras que un concentrador ethernet simplemente reenvía todo el tráfico entrante a todos sus puertos, por el contrario, un conmutador puede reenviar el tráfico solo al puerto único al que está conectada la dirección MAC de destino del paquete. Esto aumenta el ancho de banda efectivo de la red; al apuntar a puertos específicos, el conmutador evita el reenvío de tráfico en segmentos innecesarios de la red. El conmutador utilizará ARP o rastreo de paquetes para identificar qué dispositivos están conectados a qué puerto. Los conmutadores ignoran por completo el contenido de los paquetes de Capa 2.
La dirección MAC (dirección de control de acceso a medios) en general es el identificador de dispositivos en una red. Por lo tanto, cada NIC (controlador de interfaz de red que se encuentra en un enrutador, PC, impresora de red, servidor, etc.) tiene direcciones MAC. Algunos servidores tienen más de una tarjeta de red incorporada y, por lo tanto, tienen varias direcciones MAC. La dirección MAC tiene una longitud de 6 bytes (6 octetos). La izquierda es el Byte más significativo y la derecha el Byte menos significativo. Como puede ver en la imagen de abajo, los primeros 3 Bytes son los Identificador único organizativo. Esto indica el fabricante que fabricó este dispositivo.
Aquí hay una lista de Identificador único organizativo: Standards.ieee.org
Aquí hay una alternativa a lo anterior: MAC-Vendor-Lookup
Algunos ejemplos de fabricantes conocidos comunes:
- 00-05-5D (D-Link Systems Inc.)
- 00-09-5B (Netgear Inc.)
- 00-E0-4C (Realtek Semiconductor Corp.)
- 00-E0-4F (Cisco Systems Inc.)
- 00-E0-64 (Samsung Electronics)
Los últimos 3 bytes (3 octetos) son asignados aleatoriamente por el fabricante.
Como pjc50 indicó correctamente, la dirección MAC en una red Ethernet ayuda a los conmutadores a decidir qué paquete enviar y dónde. También hay una dirección MAC de transmisión. ff: ff: ff: ff: ff: ff se utiliza para la dirección MAC de difusión. Tenga en cuenta que la dirección MAC se puede cambiar, así que tenga cuidado al usarla como un identificador de dispositivo definitivo. La dirección MAC también se utiliza con el protocolo ARP (Protocolo de resolución de direcciones). Entonces, cómo funciona es, la PC A envía una solicitud ARP a la PC B con su propia dirección IP, dirección MAC, la dirección IP del receptor y la dirección de transmisión mencionada anteriormente (ff: ff: ff: ff: ff : ff). Después de eso, la PC B comprueba si el paquete le fue enviado o no. En caso afirmativo, la PC B envía su propia dirección MAC, dirección IP, dirección MAC del receptor y dirección IP del receptor. Los otros dispositivos descartan el paquete.
Tanto la PC A como la B generalmente guardan la conexión exitosa en el llamado ARP-Cache. La forma en que las PC guardan la conexión difiere de un dispositivo a otro. Si no conoce la dirección IP, puede obtener la dirección IP con el Protocolo de resolución de dirección inversa (RARP). Con RARP, el dispositivo se pone en contacto con un cliente central y le solicita la dirección IP. Pero este método apenas se usa hoy en día.
Las siguientes tecnologías utilizan el formato de identificador MAC-48:
- Ethernet
- Redes inalámbricas 802.11
- Bluetooth
- Anillo de token IEEE 802.5
- la mayoría de las otras redes IEEE 802
- FDDI
- ATM (solo conexiones virtuales conmutadas, como parte de una dirección NSAP) Canal de fibra y SCSI conectado en serie (como parte de un nombre mundial)
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