¿Por qué no se puede reemplazar la dirección MAC por la dirección IP?

Por lo tanto, tiene un malentendido sobre la naturaleza de las redes de capa 2 (donde funciona el direccionamiento MAC) y las redes de capa 3 (donde funciona el direccionamiento IP).

Permítanme explicar en detalle lo que está sucediendo en cada uno de los pasos anteriores:

1. “obtenga la dirección MAC del host usando ARP”. Esto es correcto y luego el enrutador tiene una dirección MAC para UNICAST (es decir, enviado a un destino), no difusión, dirección de capa 2 que puede usar. Esto es importante. También es importante comprender que esto no tiene que suceder para cada paquete, ya que el enrutador (o cualquier host) almacena la información ARP relevante en una tabla local llamada tabla ARP.

2. “difunde el paquete con la dirección MAC”. Esto no es estrictamente como se hace. La trama Ethernet (con el paquete IP dentro) se envía con la dirección MAC UNICAST como la dirección L2 de destino. En los viejos tiempos de la verdadera transmisión de Ethernet, sin segmentación de red, esto habría llegado a todos los hosts de la red de capa 2 y luego el host al que estaba destinada la trama la recogería, la encapsularía y enviaría la IP paquete dentro del protocolo de Capa 3 (IP). Sin embargo, las redes de conmutación modernas pueden enviar la trama (sobre la base de la dirección MAC de destino) solo al host al que está destinada, utilizando aprendizaje MAC y conmutación de trama. Esto ahorra ancho de banda, ya que el marco solo va en los enlaces que necesita. Tenga en cuenta que el paquete IP no se ha cambiado en términos de sus direcciones de origen y destino.

3. “el host con la dirección MAC correspondiente recibe el paquete”. Sí, lo hace. Y a diferencia de un modelo de transmisión, como sugiere, en su mayoría solo recibe el tráfico que necesita ver.

El uso de ARP hace que el destino del cuadro de Capa 2 sea más específico y ahorra ancho de banda. También significa que los NIC de los hosts no tienen que hacer tanto trabajo para recibir los marcos que no necesitan y pasar el contenido de esos marcos a la Capa 3 (IP) para verificar si el paquete es para este host . Básicamente conduce a una mejor eficiencia.

Lo que dices no funciona y no puede funcionar.

No se trata de lo que le gustaría, sino de lo que funciona.

En una red conmutada, los paquetes se envían en función de las direcciones MAC porque así es como funciona principalmente un conmutador (que normalmente es un dispositivo de Capa 2) (a menos que se hable de un conmutador de Capa 3, que también tenga funcionalidades de enrutamiento y pueda reemplazar un enrutador).

Los puertos del conmutador no contienen direcciones IP, solo hay una VLAN de administración que se puede usar para acceder de forma remota al conmutador (y esa es la única que puede recibir una dirección IP).

Cambiar la interfaz virtual – Wikipedia

Los enrutadores son dispositivos de capa 3, por lo que sus interfaces contienen direcciones IP.

Antes de decir esto, aprenda cómo funciona el modelo OSI: Wikipedia o correría el riesgo de verse mal al hablar con cualquier profesional de TI (sin ofender).

Esto se da casi por sentado, amigo.

El proceso que ha descrito solo se usa para la comunicación en segmentos de red locales, porque las direcciones MAC solo son visibles en el segmento de enlace local; no se extienden más allá de un enrutador.

Su computadora le habla a su enrutador mediante unidifusión MAC (no difusión, solo utiliza difusión para la detección de ARP). Si está hablando directamente a esa computadora, ese es el final de la comunicación. Si esa computadora es un enrutador que está pasando su comunicación a otra red, esa computadora realiza el mismo proceso para su próximo salto, y así sucesivamente.

Hay un par de razones por las cuales MAC no se puede reemplazar con IP:

1. Las direcciones IP son específicas de TCP / IP y no tienen lugar en otros protocolos de red de capa 3 [1] (IPX, etc.)
2. Los adaptadores de red no hablan en TCP / IP, que es un protocolo OSI de capa 3. Los adaptadores de red hablan en tramas de Ethernet u otros protocolos de capa 2 de OSI, que es de nivel inferior; más cerca del “metal desnudo”.

Notas al pie

[1] Lista de protocolos de red (modelo OSI) – Wikipedia

¿Por qué el enrutador no transmite usando la dirección IP para poder guardar el paso 1?

El primer enrutador debe saber con qué dispositivo va a hablar. Debido a que va a hablar a través de una red ethernet (supongo que su pregunta es sobre la tecnología ethernet de la red local), necesita conocer el MAC del dispositivo.

En pocas palabras: proviene directamente de la especificación y el diseño de la red local ethernet.

Así funcionan las redes ethernet. Parada completa