Direcciones MAC de Ethernet - CCNA V6.0
Modulo 1.
Capítulo 5 - Ethernet.
Sección 5.1 - Protocolo Ethernet.
Tema 5.1.2 - Direcciones MAC de Ethernet.
5.1.2.1 Dirección MAC y hexadecimal.
Una dirección MAC de Ethernet es un valor binario de 48 bits expresado como 12 dígitos hexadecimales (4 bits por dígito hexadecimal).
Así como el sistema decimal es un sistema numérico de base 10, el sistema hexadecimal es un sistema de base 16. El sistema numérico de base 16 utiliza los número del 0 al 9 y las letras de la A a la F. En la figura 1, se muestran los valores decimales y hexadecimales equivalentes para los números binarios del 0000 al 1111. Es más fácil expresar un valor como un único dígito hexadecimal que como cuatro bits binarios.
Dado que 8 bits (1 byte) es un método de agrupación binaria común, los números binarios del 00000000 al 11111111 se pueden representar en hexadecimal como el rango del 00 al FF, como se muestra en la figura 2. Los ceros iniciales se muestran siempre para completar la representación de 8 bits. Por ejemplo, el valor binario "0000 1010" se muestra en hexadecimal como "0A".
Nota: es importante distinguir los valores hexadecimales de los valores decimales con respecto a los caracteres del 0 al 9, como se muestra en la ilustración.
Representación de valores hexadecimales
Generalmente, el sistema hexadecimal se representa por escrito por medio del valor precedido por "0x" (por ejemplo, "0x73") o de un subíndice 16. En ocasiones menos frecuentes, puede estar seguido por una H (por ejemplo, "73H"). Sin embargo, y debido a que el texto en subíndice no se reconoce en entornos de línea de comandos o de programación, la representación técnica de un valor hexadecimal es precedida por "0x" (cero X). Por lo tanto, los ejemplos anteriores deberían mostrarse como "0x0A" y "0x73", respectivamente.
El valor hexadecimal se utiliza para representar las direcciones MAC de Ethernet y las direcciones IP versión 6.
Conversiones hexadecimales
Las conversiones numéricas entre valores decimales y hexadecimales son simples, pero no siempre es conveniente dividir o multiplicar por 16. Si es necesario realizar dichas conversiones, generalmente, es más fácil convertir el valor decimal o hexadecimal a un valor binario y, a continuación, convertir ese valor binario a un valor decimal o hexadecimal, según corresponda.
5.1.2.2 Dirección MAC: Identidad de Ethernet.
En Ethernet, cada dispositivo de red está conectado al mismo medio compartido. En el pasado, Ethernet era, en mayor medida, una topología de dúplex medio que utilizaba un bus de acceso múltiple o, más recientemente, hubs Ethernet. Es decir que todos los nodos recibían cada trama transmitida. Para evitar la sobrecarga excesiva que implicaba el procesamiento de cada trama, se crearon las direcciones MAC a fin de identificar el origen y el destino reales. El direccionamiento MAC proporciona un método de identificación de dispositivos en el nivel inferior del modelo OSI. Aunque actualmente Ethernet utiliza NIC y switches de dúplex completo, todavía es posible que un dispositivo que no es el destino deseado reciba una trama de Ethernet.
Estructura de la dirección MAC
El valor de la dirección MAC es el resultado directo de las normas implementadas por el IEEE para proveedores con el objetivo de garantizar direcciones únicas para cada dispositivo Ethernet. Las normas establecidas por el IEEE obligan a los proveedores de dispositivos Ethernet a registrarse en el IEEE. El IEEE asigna al proveedor un código de 3 bytes (24 bits), llamado "identificador único de organización (OUI)".
El IEEE requiere que un proveedor siga dos sencillas reglas, como se muestra en la ilustración:
- Todas las direcciones MAC asignadas a una NIC o a otro dispositivo Ethernet deben utilizar el OUI que se le asignó a dicho proveedor como los tres primeros bytes.
- Todas las direcciones MAC con el mismo OUI deben tener asignado un valor único en los tres últimos bytes.
Nota: es posible que existan direcciones MAC duplicadas debido a errores de fabricación o en algunos métodos de implementación de máquinas virtuales. En cualquier caso, será necesario modificar la dirección MAC con una nueva NIC o en el software.
5.1.2.3 Procesamiento de tramas.
A menudo, la dirección MAC se conoce como "dirección física (BIA)" porque, históricamente, esta dirección se graba de manera física en la memoria de solo lectura (ROM) de la NIC. Es decir que la dirección está codificada en el chip de la ROM de manera permanente.
Nota: en las NIC y los sistemas operativos de PC modernos, es posible cambiar la dirección MAC en el software. Esto es útil cuando se intenta acceder a una red filtrada por BIA. En consecuencia, el filtrado o el control de tráfico basado en la dirección MAC ya no son tan seguros.
Cuando la computadora arranca, lo primero que hace la NIC es copiar la dirección MAC de la ROM a la RAM. Cuando un dispositivo reenvía un mensaje a una red Ethernet, adjunta la información del encabezado a la trama. La información del encabezado contiene las direcciones MAC de origen y de destino.
En la animación, haga clic en Reproducir para ver el proceso de reenvío de tramas. Cuando una NIC recibe una trama de Ethernet, examina la dirección MAC de destino para ver si coincide con la dirección MAC física del dispositivo almacenada en la RAM. Si no hay coincidencia, el dispositivo descarta la trama. Si hay coincidencia, envía la trama a las capas OSI, donde ocurre el proceso de desencapsulamiento.
Nota: las NIC Ethernet también aceptan tramas si la dirección MAC de destino es un grupo de difusión o de multidifusión del cual es miembro el host.
Cualquier dispositivo que pueda ser el origen o el destino de una trama de Ethernet debe tener asignada una dirección MAC. Esto incluye estaciones de trabajo, servidores, impresoras, dispositivos móviles y routers.
5.1.2.4 Representaciones de la dirección MAC.
En un host de Windows, se puede utilizar el comando ipconfig /all para identificar la dirección MAC de un adaptador Ethernet. En la figura 1, observe que se indica en la pantalla que la dirección física (MAC) de la computadora es 00-18-DE-DD-A7-B2. Si tiene acceso, le sugerimos intentar esto en su propia computadora. En un host Mac o Linux, se utiliza el comando ipconfig.
Según el dispositivo y el sistema operativo, puede ver varias representaciones de direcciones MAC, como se muestra en la figura 2. Los routers y switches Cisco utilizan el formato XXXX.XXXX.XXXX, en el que X es un carácter hexadecimal.
5.1.2.5 Dirección MAC de unidifusión.
En Ethernet, se utilizan diferentes direcciones MAC para las comunicaciones de unidifusión, difusión y multidifusión de capa 2.
Una dirección MAC de unidifusión es la dirección única utilizada cuando se envía una trama desde un único dispositivo transmisor hacia un único dispositivo receptor.
En el ejemplo de la animación, un host con la dirección IPv4 192.168.1.5 (origen) solicita una página web del servidor en la dirección IPv4 de unidifusión 192.168.1.200. Para que un paquete de unidifusión se envíe y se reciba, la dirección IP de destino debe estar incluida en el encabezado del paquete IP. Además, el encabezado de la trama de Ethernet también debe contener una dirección MAC de destino correspondiente. Las direcciones IP y MAC se combinan para la distribución de datos a un host de destino específico.
El proceso que un host de origen utiliza para determinar la dirección MAC de destino se conoce como "protocolo de resolución de direcciones (ARP)". El ARP se analiza más adelante en este capítulo.
Aunque la dirección MAC de destino puede ser una dirección de unidifusión, difusión o multidifusión, la dirección MAC de origen siempre debe ser de unidifusión.
5.1.2.6 Dirección MAC de difusión.
Los paquetes de difusión tienen una dirección IPv4 de destino que contiene solo números uno (1) en la porción de host. Esta numeración en la dirección significa que todos los hosts de esa red local (dominio de difusión) recibirán y procesarán el paquete. Muchos protocolos de red, como DHCP y ARP, utilizan la difusión.
Como se muestra en la animación, el host de origen envía un paquete de difusión IPv4 a todos los dispositivos de la red. La dirección IPv4 de destino es una dirección de difusión: 192.168.1.255. Cuando el paquete de difusión IPv4 se encapsula en la trama de Ethernet, la dirección MAC de destino es la dirección MAC de difusión FF-FF-FF-FF-FF-FF en hexadecimal (48 números uno en binario).
5.1.2.7 Dirección MAC de multidifusión.
Las direcciones de multidifusión le permiten a un dispositivo de origen enviar un paquete a un grupo de dispositivos. Una dirección IP de grupo de multidifusión se asigna a los dispositivos que pertenecen a un grupo de multidifusión. El intervalo de direcciones IPv4 de multidifusión va de 224.0.0.0 a 239.255.255.255. El rango de direcciones de multidifusión IPv6 comienza con FF00::/8. Debido a que las direcciones de multidifusión representan un grupo de direcciones (a veces denominado "grupo de hosts"), solo se pueden utilizar como el destino de un paquete. El origen siempre tiene una dirección de unidifusión.
Las direcciones de multidifusión se pueden usar en juegos remotos, donde muchos jugadores se conectan de manera remota para jugar al mismo juego. Otro uso de las direcciones de multidifusión es el aprendizaje a distancia mediante videoconferencias, donde muchos alumnos están conectados a la misma clase.
Al igual que con las direcciones de unidifusión y de difusión, la dirección IP de multidifusión requiere una dirección MAC de multidifusión correspondiente para poder enviar tramas en una red local. La dirección de multidifusión MAC relacionada con una dirección de multidifusión IPv4 es un valor especial que comienza con 01-00-5E en formato hexadecimal. La porción restante de la dirección MAC de multidifusión se crea convirtiendo en seis caracteres hexadecimales los 23 bits inferiores de la dirección IP del grupo de multidifusión. Para una dirección IPv6, la dirección de multidifusión MAC comienza con 33-33.
Un ejemplo, como se muestra en la animación, es la dirección hexadecimal de multidifusión 01-00-5E-00-00-C8. El último byte (u 8 bits) de la dirección IPv4 224.0.0.200 es el valor decimal 200. La forma más fácil de ver el equivalente hexadecimal es convertirlo en binario con un espacio cada 4 bits: 200 (decimal) = 1100 1000 (binario). Con la tabla de conversión que se presentó antes, podemos convertirlo en hexadecimal: 1100 1000 (binario) = 0xC8 (hexadecimal).
5.1.2.8 Práctica de laboratorio: Visualización de direcciones MAC de dispositivos de red.
En esta práctica de laboratorio se cumplirán los siguientes objetivos:
- Parte 1: Establecer la topología e inicializar los dispositivos
- Parte 2: Configurar los dispositivos y verificar la conectividad
- Parte 3: Mostrar, describir y analizar las direcciones MAC de Ethernet
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