Fundamentos de Redes: MAC, ARP y Clases de Direcciones IP

Subnivel MAC (Media Access Control)

El Subnivel MAC (Media Access Control, control de acceso al medio) es el más cercano al nivel físico. Su misión es independizar a los niveles superiores del medio de transmisión utilizado. Sus funciones principales son:

• Empaquetar la información que le llega del subnivel LLC en unidades de datos denominadas tramas, añadiendo información de direccionamiento y detección de errores. La información de direccionamiento dependerá de la topología de la red.
• Desempaquetar tramas, reconociendo la información de direccionamiento y detección de errores.
• Realizar el control de acceso al medio de transmisión para los equipos de la red local cuando hay un medio compartido.

Cada tarjeta de red tiene grabada de fábrica una dirección MAC (o dirección física) formada por 48 bits, que se suelen agrupar en 6 grupos de dos cifras hexadecimales. La primera mitad del número identifica al fabricante de la tarjeta, y la segunda mitad identifica a la propia tarjeta. Por ejemplo: 00-1A-3F-5C-BB-11. La dirección MAC de nuestra NIC puede visualizarse mediante el comando ipconfig /all.

Protocolo ARP (Address Resolution Protocol)

2.5 Protocolo ARP: Conceptos y Funcionamiento

El Protocolo ARP (Address Resolution Protocol, protocolo de resolución de direcciones) se utiliza para averiguar la dirección MAC de un equipo a partir de su dirección IP.

Funcionamiento del Protocolo ARP

Cuando un ordenador desea comunicarse con otro conociendo su dirección IP, necesita obtener la dirección MAC del destino para poder entregar el mensaje. El proceso es el siguiente:

1. El ordenador emisor envía un mensaje ARP de difusión (broadcast) a todas las estaciones de la red, solicitando la dirección MAC del destino.
2. Todas las estaciones escuchan el mensaje, pero solo el ordenador de destino responde (con otro mensaje ARP), ya que su dirección IP coincide con la solicitada en el mensaje ARP inicial.
3. El emisor recibe la respuesta y, al conocer la dirección MAC del destinatario, puede enviarle el mensaje.
4. La dirección MAC del destinatario se guarda en una tabla ARP (caché ARP) junto con su dirección IP para futuras comunicaciones.

División Clásica de Redes (TCP/IP)

4. División Clásica de Direcciones IP

Una dirección IP está formada por 32 bits y se suele mostrar agrupándolos en 4 grupos de números decimales entre 0 y 255. Las direcciones se agrupan tradicionalmente en cinco clases: A, B, C, D y E. Cada clase asigna un número de bits para identificar la red y el resto para identificar el equipo dentro de la red.

Direcciones Clase A

• El primer bit es 0.
• Los primeros 8 bits identifican la red, y los 24 restantes identifican al equipo dentro de la subred.
• Los valores posibles para el primer octeto de la red van de 1 a 126.
• Cada red de Clase A puede contener hasta 16.777.214 equipos distintos.
• Las direcciones del rango 127.x.x.x están reservadas para loopback (comunicaciones internas en la misma máquina).

Direcciones Clase B

• Los dos primeros bits son 10.
• Los primeros 16 bits identifican la red, y los 16 siguientes identifican al equipo dentro de la subred.
• Los valores posibles para el primer octeto de la red van de 128 a 191.
• Son posibles 16.384 redes de Clase B.
• Cada una de estas redes puede contener hasta 65.534 equipos distintos.

Direcciones Clase C

• Los tres primeros bits son 110.
• Los primeros 24 bits identifican la red, y los 8 siguientes identifican al equipo dentro de la subred.
• Los valores posibles para el primer octeto de la red van de 192 a 223.
• Son posibles 2.097.152 redes de Clase C.
• Cada una de estas redes puede contener hasta 254 equipos distintos.

Direcciones Clase D

• Los tres primeros bits son 1110.
• Se utilizan para multicast, es decir, el envío de paquetes a grupos de ordenadores simultáneamente.
• El primer octeto de estas direcciones va de 224 a 239.

Direcciones Clase E

• Los tres primeros bits son 1111.
• Son direcciones reservadas para fines experimentales.
• El primer octeto de estas direcciones va de 240 a 255.