Cisco CCNAv7 - O endereço MAC Ethernet

Introdução

Você já viu o endereço MAC como o “endereço físico” da placa de rede. Agora é hora de entender como ele é montado e como a placa de rede o usa para decidir o que fazer com cada quadro que chega. Esse conhecimento é a base para entender o funcionamento do switch, que vem nos próximos posts.

Estrutura do endereço MAC

O endereço MAC tem 48 bits (6 bytes), escritos em 12 dígitos hexadecimais. Se precisar, revise o sistema hexadecimal.

flowchart LR
  A["OUI<br/>24 bits (3 bytes)"] --- B["Identificador da placa<br/>24 bits (3 bytes)"]

Parte	Tamanho	Quem define
OUI (Organizationally Unique Identifier)	24 bits	O IEEE atribui ao fabricante
Identificador da placa	24 bits	O fabricante atribui, de forma única, a cada placa

Exemplo: 00:1A:2B:3C:4D:5E

Parte	Valor
OUI	`00:1A:2B`
Identificador da placa	`3C:4D:5E`

Dois dispositivos diferentes não deveriam ter o mesmo MAC. Como cada fabricante usa um OUI próprio e numera suas placas, a unicidade é garantida em condições normais.

Formatos de escrita

O valor é o mesmo, mas o formato muda conforme o sistema:

Formato	Exemplo	Onde aparece
Dois pontos	`00:1A:2B:3C:4D:5E`	Linux, macOS
Hífens	`00-1A-2B-3C-4D-5E`	Windows
Pontos (3 grupos de 4)	`001A.2B3C.4D5E`	Cisco IOS

O endereço gravado na placa

O MAC original da placa é chamado de BIA (Burned-In Address, endereço gravado). Os sistemas operacionais permitem alterá-lo por software, e muitos celulares e computadores atuais usam endereços MAC aleatórios por rede Wi-Fi, para proteger a privacidade.

Os dois bits especiais do primeiro byte

No primeiro byte do MAC, os dois bits menos significativos (os dois últimos, à direita) têm significado especial:

Bit	Nome	Valor 0	Valor 1
Bit 0 (o último)	I/G (Individual/Grupo)	Endereço individual (unicast)	Endereço de grupo (multicast ou broadcast)
Bit 1 (o penúltimo)	U/L (Universal/Local)	Universal (definido pelo IEEE e pelo fabricante)	Local (definido pelo administrador ou pelo sistema)

Exemplo: primeiro byte 0x02 = 00000010

Bit	Valor	Interpretação
I/G	0	Individual
U/L	1	Administrado localmente

Exemplo: primeiro byte 0x01 = 00000001

Bit	Valor	Interpretação
I/G	1	Grupo (multicast)
U/L	0	Universal

Tipos de endereço de destino

Tipo	Destino	Exemplo
Unicast	Uma placa	`00:1A:2B:3C:4D:5E`
Broadcast	Todas as placas da rede local	`FF:FF:FF:FF:FF:FF`
Multicast	Um grupo de placas	`01:00:5E:xx:xx:xx` (IPv4) e `33:33:xx:xx:xx:xx` (IPv6)

O endereço de broadcast tem os 48 bits em 1, e por isso o bit I/G também é 1. O multicast é usado, por exemplo, por protocolos de roteamento e por serviços de transmissão para vários dispositivos.

Como a placa de rede processa um quadro

Cada quadro que chega à placa de rede passa por uma verificação do MAC de destino:

flowchart TB
  A["Quadro chega<br/>à placa de rede"] --> B{"O MAC de destino<br/>é para mim?"}
  B -->|"Sim"| C["Aceita e entrega<br/>à camada superior"]
  B -->|"Não"| D["Descarta o quadro"]

A placa aceita o quadro quando o MAC de destino é:

Destino	Aceita?
O próprio MAC da placa	Sim
Broadcast (`FF:FF:FF:FF:FF:FF`)	Sim
Um multicast de um grupo do qual a placa participa	Sim
O MAC de outro dispositivo	Não (descarta)

Isso é feito em hardware, antes de o sistema operacional ver o quadro, o que economiza processamento.

Modo promíscuo

Algumas ferramentas, como o Wireshark, colocam a placa em modo promíscuo: ela aceita todos os quadros que chegam, mesmo os endereçados a outros. Em redes comutadas, mesmo assim, só se vê o que o switch encaminha para aquela porta.

Mini laboratório: analisando endereços MAC

Objetivo: interpretar endereços MAC e encontrar o seu.

Parte 1: encontre o seu MAC

No Linux:

ip link show

No Windows:

getmac /v

Separe o seu MAC em OUI e identificador da placa, e anote o primeiro byte em binário.

Parte 2: classifique os endereços

Para cada MAC, indique se é individual ou de grupo e universal ou local:

Endereço	I/G	U/L
`00:1A:2B:3C:4D:5E`	?	?
`01:00:5E:00:00:05`	?	?
`02:42:AC:11:00:02`	?	?
`33:33:00:00:00:01`	?	?
`FF:FF:FF:FF:FF:FF`	?	?
`DA:A1:19:5B:32:10`	?	?

Parte 3: confira com o computador

python3 -c "b=int('02',16); print('I/G =', b & 1, 'U/L =', (b >> 1) & 1)"

Troque o 02 pelo primeiro byte de cada endereço e compare com a sua tabela.

Parte 4: no Packet Tracer

Monte dois PCs ligados a um switch e dê IPs na mesma rede.
No Command Prompt de um PC, rode ipconfig /all e anote o Physical Address.
Faça ping para o outro PC e depois arp -a. Confira se o MAC listado é o do outro PC.

Perguntas para fixar:

Quantos bits tem o OUI? Quem o atribui?
Qual é o endereço MAC de broadcast e por que o bit I/G dele é 1?
Por que um MAC aleatório pode não indicar o fabricante?

Ver respostas

Parte 2:

Endereço	I/G	U/L
`00:1A:2B:3C:4D:5E` (0x00)	Individual	Universal
`01:00:5E:00:00:05` (0x01)	Grupo	Universal
`02:42:AC:11:00:02` (0x02)	Individual	Local
`33:33:00:00:00:01` (0x33 = 00110011)	Grupo	Local
`FF:FF:FF:FF:FF:FF` (0xFF)	Grupo	Local
`DA:A1:19:5B:32:10` (0xDA = 11011010)	Individual	Local

24 bits, atribuídos pelo IEEE ao fabricante.
FF:FF:FF:FF:FF:FF. Todos os bits são 1, inclusive o último do primeiro byte (I/G), que indica endereço de grupo.
Porque ele é gerado pelo sistema e não usa o OUI do fabricante.

Resumo

O MAC tem 48 bits: 24 do OUI (fabricante, atribuído pelo IEEE) e 24 da placa (atribuídos pelo fabricante).
Escreve-se em hexadecimal, com formatos diferentes (:, - ou pontos no Cisco).
Dois bits do primeiro byte: I/G (individual ou grupo) e U/L (universal ou local).
Tipos de destino: unicast, multicast (01:00:5E, 33:33) e broadcast (FF:FF:FF:FF:FF:FF).
A placa aceita o quadro se o destino for o seu MAC, broadcast ou um multicast de que participa; senão, descarta.