Resolución de dirección

MAC e IP 

Destino en la misma red

A veces, un host debe enviar un mensaje, pero solo conoce la dirección IP del dispositivo de destino. El host necesita saber la dirección MAC de ese dispositivo, pero ¿cómo se puede descubrir? Ahí es donde la resolución de direcciones se vuelve crítica.

Hay dos direcciones primarias asignadas a un dispositivo en una LAN Ethernet:

• Dirección física (la dirección MAC) – Se utiliza para las comunicaciones de NIC a NIC en la misma red Ethernet.
• Dirección lógica (la dirección IP) – Se utiliza para enviar el paquete desde el dispositivo de origen al dispositivo de destino. La dirección IP de destino puede estar en la misma red IP que la de origen o en una red remota.

Las direcciones físicas de capa 2 (es decir, las direcciones MAC de Ethernet) se utilizan para entregar la trama de enlace de datos con el paquete IP encapsulado de una NIC a otra NIC que está en la misma red. Si la dirección IP de destino está en la misma red, la dirección MAC de destino es la del dispositivo de destino.

Considere el siguiente ejemplo utilizando representaciones de direcciones MAC simplificadas.

En este ejemplo, PC1 desea enviar un paquete a PC2. La figura muestra las direcciones MAC de origen y destino de Capa 2 y el direccionamiento IPv4 de Capa 3 que se incluirían en el paquete enviado desde PC1.

La trama Ethernet de capa 2 contiene lo siguiente:

• Dirección MAC de destino – Esta es la dirección MAC simplificada de PC2, 55-55-55.
• Dirección MAC de origen – Esta es la dirección MAC simplificada de la NIC de Ethernet en la PC1, aa-aa-aa.

El paquete IP de capa 3 contiene lo siguiente:

• Dirección IPv4 de origen – Esta es la dirección IPv4 de PC1, 192.168.10.10.
• Dirección IPv4 de destino – Esta es la dirección IPv4 de PC2, 192.168.10.11.

Destino en red remota

Cuando la dirección IP de destino (IPv4 o IPv6) está en una red remota, la dirección MAC de destino será la dirección de gateway predeterminada del host (es decir, la interfaz del router).

Considere el siguiente ejemplo utilizando una representación de dirección MAC simplificada.

En este ejemplo, PC1 desea enviar un paquete a PC2. PC2 se encuentra en una red remota. Dado que la dirección IPv4 de destino no está en la misma red local que PC1, la dirección MAC de destino es la del gateway predeterminado local en el router.

Los routers examinan la dirección IPv4 de destino para determinar la mejor ruta para reenviar el paquete IPv4. Cuando el router recibe una trama de Ethernet, desencapsula la información de capa 2. Por medio de la dirección IP de destino, determina el dispositivo del siguiente salto y desencapsula el paquete IP en una nueva trama de enlace de datos para la interfaz de salida.

En nuestro ejemplo, R1 ahora encapsularía el paquete con la nueva información de dirección de Capa 2, como se muestra en la figura.

La nueva dirección MAC de destino sería la de la interfaz R2 G0/0/1 y la nueva dirección MAC de origen sería la de la interfaz R1 G0/0/1.

A lo largo de cada enlace de una ruta, un paquete IP se encapsula en una trama. El trama es específico de la tecnología de enlace de datos asociada a ese vínculo, como Ethernet. Si el dispositivo del siguiente salto es el destino final, la dirección MAC de destino será la del NIC de Ethernet del dispositivo, como se muestra en la figura.

¿Cómo se asocian las direcciones IP de los paquetes IP en un flujo de datos con las direcciones MAC en cada enlace a lo largo de la ruta hacia el destino? Para los paquetes IPv4, esto se realiza a través de un proceso llamado Protocolo de resolución de direcciones (ARP). Para los paquetes IPv6, el proceso es ICMPv6 Neighbor Discovery (ND). 

Contención de Difusiones 

Dominios de difusión

Cuando un host recibe un mensaje dirigido a la dirección de difusión, lo acepta y lo procesa como si estuviera dirigido directamente a él. Cuando un host envía un mensaje de difusión, los conmutadores reenvían el mensaje a cada host conectado dentro de la misma red local. Por este motivo, a una red de área local o una red con uno o más conmutadores Ethernet también se las denomina dominio de difusión.

Si hay demasiados hosts conectados al mismo dominio de difusión, el tráfico de difusión puede volverse excesivo. El número de hosts y la cantidad de tráfico de red que puede admitir las redes locales están limitados por las capacidades de los conmutadores utilizados para conectarlas. A medida que la red crece y se agregan nuevos hosts, aumenta el tráfico de la red (incluido el tráfico de difusión). Para mejorar el rendimiento, a menudo es necesario dividir una red local en varias redes, o dominios de difusión, tal como se indica en la figura. Se utilizan enrutadores para dividir la red en dominios de difusión múltiples.

Comunicación de la Capa de Acceso

En una red Ethernet local, una NIC solo acepta una trama si la dirección de destino es la dirección MAC de difusión o si corresponde a la dirección MAC de la NIC.

Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones de la red utiliza la dirección IP lógica de destino para identificar la ubicación de los servidores y los clientes. En la figura se ilustra el problema que surge si el host emisor solo tiene la dirección IP lógica del host de destino. ¿Cómo hace el host emisor para determinar qué dirección MAC de destino debe incluir en la trama?

El host emisor puede utilizar un protocolo IPv4 llamado Protocolo de Resolución de Direcciones (Address Resolution Protocol, ARP) para detectar la dirección MAC de cualquier host en la misma red local. IPv6 usa un método similar conocido como Detección de Vecinos.

Comunicación de la Capa de Acceso

En una red Ethernet local, una NIC solo acepta una trama si la dirección de destino es la dirección MAC de difusión o si corresponde a la dirección MAC de la NIC.

Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones de la red utiliza la dirección IP lógica de destino para identificar la ubicación de los servidores y los clientes. En la figura se ilustra el problema que surge si el host emisor solo tiene la dirección IP lógica del host de destino. ¿Cómo hace el host emisor para determinar qué dirección MAC de destino debe incluir en la trama?

El host emisor puede utilizar un protocolo IPv4 llamado Protocolo de Resolución de Direcciones (Address Resolution Protocol, ARP) para detectar la dirección MAC de cualquier host en la misma red local. IPv6 usa un método similar conocido como Detección de Vecinos.