Cisco CCNAv7 - Endereços IP e MAC no acesso aos dados

Introdução

Para um dado chegar de um computador a um servidor do outro lado do mundo, ele precisa de dois tipos de endereço, cada um com um papel diferente. Neste post, você vai ver como o IP e o MAC trabalham juntos, e por que um deles muda ao longo do caminho e o outro não.

Dois endereços, dois papéis

Endereço	Camada	Função	Muda no caminho?
IP (lógico)	Rede (3)	Identifica a origem e o destino finais	Não, permanece o mesmo de ponta a ponta
MAC (físico)	Enlace (2)	Identifica o próximo dispositivo na mesma rede	Sim, muda a cada rede atravessada

Dica

Pense em uma viagem de ônibus com várias conexões. O destino final do passageiro (IP) é sempre o mesmo, mas a cada trecho ele embarca em um ônibus diferente com um motorista diferente (MAC).

Endereço de camada de rede (IP)

O cabeçalho IP carrega:

Campo	Significado
IP de origem	Quem enviou o pacote
IP de destino	Para quem o pacote finalmente deve ir

Esses endereços ficam iguais durante toda a viagem do pacote, por mais roteadores que ele atravesse.

Endereço de camada de enlace (MAC)

O cabeçalho do quadro Ethernet carrega:

Campo	Significado
MAC de origem	A placa de rede que transmitiu o quadro neste trecho
MAC de destino	A placa de rede que deve receber o quadro neste trecho

Os MAC só têm valor dentro de uma rede local. Ao passar por um roteador, o quadro antigo é descartado e um novo é montado, com novos MAC.

Cenário 1: destino na mesma rede

Quando origem e destino estão na mesma rede, o quadro vai diretamente ao destino:

flowchart LR
  A["PC A: IP 192.168.1.10, MAC AAAA"] --- SW["Switch"]
  SW --- B["PC B: IP 192.168.1.20, MAC BBBB"]

Campo	Valor
IP de origem	192.168.1.10
IP de destino	192.168.1.20
MAC de origem	AAAA (PC A)
MAC de destino	BBBB (PC B)

O MAC de destino é o do próprio destino. O PC A descobre o MAC de B usando o protocolo ARP, estudado no módulo 9.

Cenário 2: destino em outra rede

Quando o destino está em outra rede, o PC não sabe chegar a ele diretamente. Ele envia o quadro ao gateway padrão (o roteador), que cuida do resto:

flowchart LR
  A["PC A: IP 192.168.1.10, MAC AAAA"] --- SW["Switch"]
  SW --- R["Roteador: MAC da interface RRRR, IP 192.168.1.1"]
  R --- I["Outras redes"]
  I --- S["Servidor: IP 203.0.113.50"]

No primeiro trecho (do PC ao roteador):

Campo	Valor
IP de origem	192.168.1.10
IP de destino	203.0.113.50 (o servidor final)
MAC de origem	AAAA (PC A)
MAC de destino	RRRR (o roteador)

Repare no ponto essencial: o IP de destino é o do servidor remoto, mas o MAC de destino é o do gateway, o próximo salto.

O roteador reencapsula

O roteador recebe o quadro, remove o cabeçalho Ethernet, lê o IP de destino, escolhe o próximo salto e monta um novo quadro, com novos endereços MAC, mas com os mesmos IPs:

Trecho	MAC de origem	MAC de destino	IP de origem	IP de destino
PC → Roteador	PC	Roteador (interface 1)	192.168.1.10	203.0.113.50
Roteador → próximo salto	Roteador (interface 2)	Próximo roteador	192.168.1.10	203.0.113.50

Note

Quando um pacote passa por um dispositivo que faz NAT (comum nos roteadores domésticos), o IP de origem pode ser trocado pelo IP público. O NAT é estudado nos módulos seguintes do CCNA. Aqui, considere o caso simples, sem NAT.

Por que dois endereços?

Se existisse só o MAC	Se existisse só o IP
Não haveria como organizar milhões de redes: o MAC não indica onde o dispositivo está	A entrega dentro da rede local ficaria menos eficiente, pois os dispositivos precisam de um endereço ligado ao hardware

O IP é hierárquico e permite roteamento entre redes. O MAC é plano e serve à entrega local. Juntos, cobrem os dois trabalhos.

Como o dispositivo decide qual é o caso?

Antes de enviar, o computador compara o IP de destino com o seu próprio endereço e máscara:

Resultado	Decisão
Destino na mesma rede	Envia diretamente ao destino (MAC do destino)
Destino em outra rede	Envia ao gateway padrão (MAC do gateway)

Por isso, o gateway padrão incorreto impede a comunicação com outras redes, como você viu no post sobre configuração de IP.

Mini laboratório: vendo o MAC do gateway no seu computador

Objetivo: confirmar que, para destinos remotos, o MAC usado é o do gateway.

Material: um computador com Linux (ou Windows) conectado à rede.

1. Descubra o gateway padrão:

ip route show default

(no Windows, ipconfig e procure por Gateway Padrão)

2. Envie um ping ao gateway e depois veja a tabela de vizinhos (ARP):

ping -c 2 192.168.1.1
ip neigh show

(no Windows, ping 192.168.1.1 e depois arp -a)

3. Anote o MAC associado ao IP do gateway.
4. Envie um ping a um destino remoto e consulte a tabela de novo:

ping -c 2 8.8.8.8
ip neigh show

5. Observe: o IP 8.8.8.8 não aparece na tabela de vizinhos. Só aparece o gateway.
6. Opcional, com Wireshark: capture o ping para 8.8.8.8 e confira que o IP de destino é 8.8.8.8, mas o MAC de destino é o do gateway.

Perguntas para fixar:

• Por que o IP 8.8.8.8 não tem MAC na tabela do seu computador?
• Qual endereço permanece igual do início ao fim da viagem?
• O que o roteador faz com o cabeçalho Ethernet recebido?

Resumo

• O IP identifica origem e destino finais e não muda ao longo do caminho (sem NAT).
• O MAC identifica o próximo dispositivo na mesma rede e muda a cada salto.
• Para destinos na mesma rede, o MAC de destino é o do próprio destino.
• Para destinos em outras redes, o MAC de destino é o do gateway padrão.
• O roteador remove e recria o cabeçalho Ethernet em cada salto, mantendo os endereços IP.

Próximo passo

Você concluiu o conteúdo do Módulo 3. Na próxima página, há exercícios para revisar protocolos, modelos, encapsulamento e endereçamento.