Cómo se usan las direcciones MAC / IP en el enrutamiento


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Tengo que enseñar mi sexto formulario sobre las direcciones MAC y las direcciones IP en unas pocas semanas y hay algunas áreas que no estoy claro sobre las que espero que algunos de ustedes puedan aclararme. Tengo suficiente para completar el programa de estudios, pero me gusta tener más conocimiento que la especificación para poder explicar cómo funcionan las cosas de una manera más significativa.

Entonces, según tengo entendido, lo siguiente sucede cuando un dispositivo en una LAN envía un paquete / marco a un dispositivo en otra LAN separada a través de Internet.

Se crea un paquete en el extremo de envío con el destino y el IP de envío

Primera pregunta: ¿la IP de destino es realmente la IP de la puerta de enlace para la LAN del dispositivo receptor?

Esto se convierte en una trama que irá a la puerta de enlace para la LAN; esto sucede en la capa de enlace de datos y la trama tiene una dirección de envío y destino MAC agregada

Primera pregunta: la dirección MAC de destino: ¿es este el destino final o el destino de la puerta de enlace?

El paquete / marco se envía a Internet y se enruta (utilizando la dirección IP) al siguiente salto hacia el destino final

Segunda pregunta: en cada salto, ¿la capa de enlace de datos cambia la dirección MAC de destino en la trama a la dirección MAC del siguiente salto?

El paquete / marco se enruta a la dirección de destino (que es la puerta de enlace)

Tercera pregunta: una vez que la trama / paquete llega a la puerta de enlace de la LAN receptora, ¿es la dirección MAC de destino en la trama utilizada por un conmutador para garantizar que termina en el dispositivo correcto? Obviamente, esto supone que la dirección MAC de destino no es modificada por los enrutadores a medida que la trama / paquete atraviesa Internet; si se modifica, una vez que la puerta de enlace receptora recibe la trama / paquete, ¿cómo sabe dónde enviarla?

Respuestas:


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Las direcciones MAC son direcciones de capa 2 en el encabezado del marco. El marco de la capa 2 encapsula el paquete IP de la capa 3. El marco de capa 2 se despoja en un límite de capa 2/3 (por ejemplo, un enrutador). Si el paquete de capa 3 necesita reenviarse a través de otro dominio de capa 2, se crea una nueva trama de capa 2 utilizando direcciones MAC en el nuevo dominio de capa 2 para encapsular el paquete de capa 3.

Conceptualmente:

Al enrutador:

<L2 frame><L3 packet><L4 segment>PAYLOAD DATA</L4 segment></L3 packet></L2 frame>

En el enrutador:

<L3 packet><L4 segment>PAYLOAD DATA</L4 segment></L3 packet>

Desde el enrutador:

<New L2 frame><L3 packet><L4 segment>PAYLOAD DATA</L4 segment></L3 packet></New L2 frame>

La trama original de capa 2 contendrá la dirección MAC de origen del remitente y la dirección MAC de destino de la interfaz del enrutador en ese dominio de capa 2.

La nueva trama de capa 2 contendrá la dirección MAC de origen de la interfaz del enrutador en el nuevo dominio de capa 2 y la dirección MAC de destino del siguiente salto en el nuevo dominio de capa 2.

El paquete de capa 3 contendrá la dirección IP de origen de capa 3 del originador del paquete y la dirección de destino de capa 3 del destino final de capa 3.

Las direcciones MAC de capa 2 se eliminan en cada límite de capa 2/3 a lo largo de las rutas para ser reemplazadas con las direcciones MAC del nuevo origen y destino, pero las direcciones IP de capa 3 permanecen iguales a lo largo de la ruta (con ciertas excepciones como NAT) .


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Primera pregunta: la dirección MAC de destino: ¿es este el destino final o el destino de la puerta de enlace?

Las direcciones MAC se utilizan en la capa 2 de la trama, y ​​la capa 2 define la red local. Entonces, la dirección MAC de destino es la dirección de su puerta de enlace si el objetivo final no está en la misma LAN.

Segunda pregunta: en cada salto, ¿la capa de enlace de datos cambia la dirección MAC de destino en la trama a la dirección MAC del siguiente salto?

Sí, o la dirección MAC del objetivo final si está en la misma LAN.

Tercera pregunta: una vez que la trama / paquete llega a la puerta de enlace de la LAN receptora, ¿es la dirección MAC de destino en la trama utilizada por un conmutador para garantizar que termina en el dispositivo correcto? Obviamente, esto supone que la dirección MAC de destino no es modificada por los enrutadores a medida que la trama / paquete atraviesa Internet; si se modifica, una vez que la puerta de enlace receptora recibe la trama / paquete, ¿cómo sabe dónde enviarla?

Con la dirección IP del destino final y sus rutas (dirección LAN y máscaras), el enrutador puede deducir si el destino del paquete está en la misma LAN o no. Si la dirección IP está dentro del rango de la dirección IP LAN y la máscara, sabe que el objetivo final está en una LAN al que está conectado el enrutador.


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Solo quería agregar esta animación para complementar la respuesta aceptada.

mac / ip

(Este impresionante GIF es de aquí ).

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