En la LAN que se muestra en la imagen a continuación, ¿estoy en lo cierto al decir que los dispositivos no tienen direcciones IP? No hay enrutador y también solo tramas Ethernet (con la dirección MAC de origen y destino se transmitirían) y no paquetes IP. ¿Es eso una suposición correcta?

No, eso no es correcto. No necesita un enrutador para que dos hosts se comuniquen mediante IP siempre que estén en la misma red.

NO. Los paquetes IP están encapsulados dentro de las tramas de Ethernet. No es uno ni el otro.

La comunicación Ethernet es solo local (segmento): a través de todos los conmutadores (o repetidores) dentro de una sola VLAN (cuando existen otras VLAN).

Los paquetes IP se transportan como carga útil (capa 3) dentro de las tramas de Ethernet (capa 2) o cualquier otra capa de enlace adecuada.

Debido a la restricción solo local, la comunicación IP en esta red se limita a la subred local. Varias subredes pueden coexistir en un solo segmento L2, pero no pueden comunicarse entre sí. La comunicación a través de subredes requiere enrutadores.

¿Pueden las tramas de Ethernet transmitirse solo en una LAN?

Si. Las tramas de Ethernet solo se pueden transmitir en una LAN (como en "LAN = un segmento conectado por conmutadores"). Tenga en cuenta que hoy en día, tecnológicamente una "LAN" como segmento de capa 2 ya no tiene un límite definido geográficamente; Los enlaces de fibra pueden alcanzar docenas o incluso cientos de km. También tenga en cuenta que el segmento también se puede puentear a través de un túnel (L2TP, VXLAN, ...), lo que le permite transmitir tramas Ethernet a nivel mundial.

No, no puedes deducir eso solo de la imagen.

Podría tener hosts sin direcciones IP, pero también podría tener direcciones IP. No necesita un enrutador para asignar direcciones IP. Tú podrías:

• tener un host que ejecute un servidor DHCP (o incluso BOOTP) que proporcione direcciones IP a los otros hosts
• tener hosts con direcciones IP configuradas manualmente
• tener hosts que usan direcciones IP de configuración automática (direcciones IP en la red 169.254 / 16)

En cuanto al tráfico, siempre que estemos hablando de interfaces e interruptores Ethernet, puede tener tramas Ethernet ejecutándose a través de la red, y estas tramas Ethernet podrían contener cualquier cosa, incluidos paquetes IP. Sin un enrutador conectado al mundo exterior, no podrían alcanzar otras redes (o Internet en general), pero los hosts podrían hablar IP entre ellos siempre que de alguna manera obtuvieran direcciones IP como se describe anteriormente.

Si y no. En la capa de enlace de datos (Ethernet en este caso), no existe el concepto de una "dirección IP": la única dirección que existe es la dirección MAC. Los marcos que se envían se pueden marcar como que contienen paquetes IP ( EtherType 0x0800 / 0x86DD ), pero depende de las capas de nivel superior decidir qué hacer con los datos.

Entonces, si está viendo esto únicamente desde el punto de vista de la interfaz Ethernet, estaría en lo correcto. Sin embargo, mirando esto desde el punto del dispositivo que usa la interfaz, sería incorrecto: vería la red desde la capa TCP / IP o UDP / IP y, por lo general, sería completamente indiferente a lo que existe debajo de eso.

Una arruga que puede ocurrir es si comienza a usar túneles VPN. Si configura una VPN en modo puente (digamos entre los interruptores 2 y 3), ¡ahora tiene un marco de capa 2 encapsulado dentro de un paquete de nivel superior!

Existen soluciones (por ejemplo, Ethernet sobre MPLS) que realmente permiten transferir tramas de Ethernet a través de una WAN; estas se usan en producción en algunas aplicaciones, pero aún son algo exóticas. Se utiliza en escenarios donde desea múltiples máquinas físicamente separadas, en diferentes edificios o incluso ciudades o países, de modo que, por ejemplo, un desastre local no borre toda la configuración, capaz de asumir rápidamente una dirección IP idéntica dada según sea necesario sin tener que cambiar el enrutamiento o esperar la propagación de DNS.

Se pueden encontrar paquetes que no son IP incluso en una LAN moderna: ARP, un protocolo auxiliar que IP utiliza para asociar direcciones IP a direcciones MAC. Varios protocolos de descubrimiento para dispositivos conectados a la red (que desea poder descubrir sin saber de antemano, por ejemplo, qué dirección les dio un servidor DHCP). A veces, las transmisiones de NetBEUI heredadas si se trata de máquinas Windows más antiguas Spanning Tree y LLDP, que es la conversación entre los conmutadores de red inteligentes (¡en realidad están cotilleando sobre los costosos macbooks que funcionan con derecho!

Lo que usted dice es más o menos correcto: ninguno de sus conmutadores tiene direcciones IP. Pero sus hosts tienen una IP y las tramas de Ethernet que pasan los conmutadores contienen las IP de host1 y host34. Sus interruptores simplemente no se preocupan por esas IP.

Un poco más de información sobre los dispositivos básicos:

(Todos estos son dispositivos teóricos, muchos dispositivos de la vida real adquieren algunas propiedades del dispositivo A y algunos del dispositivo B)

1. Cubo

Todos los tipos de datos siempre se moverán a través de concentradores, incluso si no es un paquete de Ethernet. Un concentrador simplemente leerá todos los bits que ve y los enviará nuevamente en cada puerto. No tiene un MAC o IP porque no le importa el hecho de que los bits son paquetes de Ethernet.

2. Cambiar

Un interruptor hará lo siguiente:

• Deseche todo lo que no sea un paquete de ethernet.
• Tome decisiones sobre qué hacer con el paquete en función de todo en el paquete, excepto el marco de Ethernet (la carga útil). En la mayoría de los casos, esta decisión solo se basa en la dirección MAC de destino.

Un conmutador tiene un MAC para que pueda comunicarse con otros conmutadores y dispositivos más avanzados. Un interruptor es un centro inteligente.

3. Enrutador

Un enrutador:

• Deseche todo lo que no sea un paquete IP.
• Tome decisiones sobre qué hacer con el paquete en función del encabezado del paquete IP, pero no le importan los datos en el paquete IP. En la mayoría de los casos, esta decisión solo se basa en la dirección de destino

Un enrutador tiene una IP para cada puerto para que pueda comunicarse con otros enrutadores y dispositivos más avanzados. Dado que estos paquetes IP están en paquetes Ethernet, también tendrán direcciones MAC.

Un enrutador es un interruptor inteligente.

4. Tarjeta de red de una computadora

Esto es como un conmutador con 2 puertos donde 1 puerto (virtual) está conectado con un cable y 1 puerto está conectado con el sistema operativo de la computadora.

Tiene un MAC pero al contrario de lo que puede pensar, no tiene IP.

5. Cortafuegos

Un firewall se preocupa por todo.

Un firewall es un enrutador inteligente y tiene un MAC e IP

6. Sistema operativo de una computadora

Esto es como un firewall:

• Eso no mira los datos en un paquete TCP / UDP / ICMP pero sí mira el encabezado de esos paquetes
• Donde un puerto virtual está conectado a cada tarjeta de red. Envía / recibe paquetes IP a / desde las tarjetas de red y estas tarjetas crean paquetes Ethernet con los paquetes IP como trama o los despojan de todo excepto la trama.
• También tiene puertos virtuales que están conectados a las aplicaciones. Hay 1 (ICMP) + 2 ^ 16 (TCP) + 2 ^ 16 (UDP) puertos.

Tiene múltiples IP (1 para cada tarjeta de red) pero no MAC

6. Un cable

Esto es como un concentrador con exactamente 2 puertos

No tiene una IP o MAC.

Esta es una versión simplificada de la teoría, ignoro muchas cosas (por ejemplo, hay tanto IPv4 como IPv6). Está simplificado pero debería ser lo suficientemente correcto.

si

Solo por diversión: SI.

¿Las tramas de Ethernet solo se pueden transmitir en una LAN?

Sí, las tramas de Ethernet en sentido estricto solo se transmiten en una LAN. En una WAN, tendrá otros formatos.

En la LAN que se muestra en la imagen a continuación, ¿estoy en lo cierto al decir que los dispositivos no tienen direcciones IP?

Si. La línea amarilla tiene muchos conmutadores que, en relación con los paquetes entre los dos hosts , no tienen direcciones IP.

Los conmutadores modernos obviamente pueden tener su propia dirección IP para su propia configuración (es decir, si ofrecen una GUI web de administración). Pero los conmutadores domésticos simples, incluso si son bastante inteligentes (es decir, si no transmiten ninguno y todos los paquetes de Ethernet en todos los puertos, como lo hicieron en la edad de piedra de las redes), no necesitan tener ninguna dirección IP.

Observación con respecto a los comentarios: esto equivale a decir que todos los conmutadores entre esos hosts son parte de una subred (es decir, una máscara de red IP). Esto es, sin duda, en cierta medida una suposición, ya que en estos días puede haber conmutadores muy complicados, y algunas personas incluso pueden llamar conmutadores de enrutadores. Pero aún; Por defecto, supondría que un gráfico etiquetado con interruptores contiene interruptores. Pueden (de hecho, seguramente lo harán) mirar la dirección IP para tomar la decisión sobre qué puerto enviar un paquete. Pero no introducen nuevas direcciones IP como parte de la ruta que toma el paquete .