¿Para qué se usa exactamente una dirección MAC?

Cada pieza de hardware en su red local tiene una dirección MAC además de la dirección IP asignada por el enrutador o servidor local. ¿Qué es exactamente esa dirección MAC para?

La sesión de Preguntas y Respuestas de hoy nos llega por cortesía de SuperUser, una subdivisión de Stack Exchange, un grupo de sitios web de preguntas y respuestas impulsado por la comunidad..

La pregunta

El lector superusuario Vishnu Vivek tiene curiosidad por las direcciones MAC y su función:

Entiendo que las direcciones IP son jerárquicas, por lo que los enrutadores de Internet saben en qué dirección enviar un paquete. Con las direcciones MAC, no hay jerarquía y, por lo tanto, el reenvío de paquetes no sería posible. Por lo tanto, las direcciones MAC no se utilizan para la transferencia de paquetes.

No creo que esté ahí por ninguna razón. Así que mi pregunta es, ¿dónde entra exactamente en juego una dirección MAC durante una transferencia de paquetes??

Donde de hecho ¿Cuál es la función específica de la dirección MAC??

La respuesta

El colaborador de Superusuarios Werner Henze ofrece información sobre la función de la dirección MAC:

¿Para qué se usan las direcciones MAC??

Las direcciones MAC son los elementos básicos de bajo nivel que hacen que su red basada en Ethernet funcione.

Cada tarjeta 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 se dirige a cada adaptador de red en la red.

¿Cómo funcionan juntas las direcciones IP y las direcciones MAC??

IP es un protocolo que se utiliza en una capa por encima de Ethernet. Otro protocolo por ejemplo sería IPX..

Cuando su computadora desea enviar un paquete a alguna dirección IP x.x.x.x, la primera verificación es si la dirección de destino está en la misma red IP que la computadora en sí. Si x.x.x.x 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, ya sea el final) destino o el enrutador).

Dado que Ethernet utiliza direcciones MAC, el remitente debe obtener la dirección MAC del siguiente salto. Hay un protocolo especial ARP (protocolo de resolución de direcciones) que se usa 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 desea conocer la dirección MAC para una dirección IP determinada, envía un paquete a la dirección MAC de difusión preguntando "¿Quién tiene la dirección IP yyyy?" Todos los dispositivos reciben ese paquete, pero solo el que tenga 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 es la correcta para usar. Por supuesto, el resultado se almacenará en caché, por lo que el dispositivo no necesita resolver la dirección MAC cada vez que.

Enrutamiento

Casi olvido mencionar: no hay enrutamiento basado en direcciones MAC. Las direcciones Ethernet y MAC de bajo nivel solo pueden llegar a todos los dispositivos en el mismo Red (cableada o inalámbrica). Si tiene dos redes con un enrutador en medio, no puede tener 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 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 he visto que el enrutador está haciendo lo que describí anteriormente en la sección "¿Cómo funcionan juntas las direcciones IP y las direcciones MAC?". El enrutador recibirá paquetes para su propia dirección MAC pero para una dirección IP diferente. A continuación, comprobará si puede alcanzar directamente 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 que puede tener múltiples enrutadores configurados. El enrutador de su hogar solo tendrá configurado un enrutador ascendente, pero en la red troncal de Internet, los enrutadores grandes tienen tablas de enrutamiento grandes para que conozcan las mejores formas para todos los paquetes..

Otros casos de uso para direcciones MAC

1. Los conmutadores de red almacenan una lista de direcciones MAC que se ven en cada puerto y solo envían paquetes a los puertos que necesitan ver el paquete.
2. Los puntos de acceso inalámbricos a menudo utilizan direcciones MAC para el control de acceso. Solo permiten el acceso a dispositivos conocidos (la dirección MAC es única e identifica los dispositivos) con la frase de contraseña correcta.
3. Los servidores DHCP utilizan la dirección MAC para identificar dispositivos y darles direcciones IP fijas a algunos dispositivos.

¿Tienes algo que agregar a la explicación? Apague el sonido en los comentarios. ¿Quieres leer más respuestas de otros usuarios de Stack Exchange con experiencia en tecnología? Echa un vistazo a la discusión completa aquí.