8. Direccionamiento físico y lógico

Para que los dispositivos se comuniquen necesitan identificadores en distintas capas. El direccionamiento físico (MAC) opera en la capa de enlace, mientras que el direccionamiento lógico (IP) pertenece a la capa de red. Esta unidad conecta los conceptos de los Temas 2, 5 y 7 con los modelos que veremos en la unidad 10.

8.1 Diferencia entre direcciones MAC e IP

• Dirección MAC (Media Access Control): identificador hardware grabado en la tarjeta de red. Es único dentro del fabricante y se usa para el reenvío local de tramas.
• Dirección IP: identificador lógico asignado por software. Permite enrutar paquetes a través de múltiples redes.

La MAC es persistente (aunque puede modificarse por software) y solo tiene validez en el dominio de capa 2. La IP es jerárquica y se puede cambiar según la red donde conectemos el dispositivo.

8.2 Estructura de una dirección MAC

Una dirección MAC consta de 48 bits (6 bytes) representados en hexadecimal, por ejemplo 00-1A-2B-3C-4D-5E. Los primeros 24 bits corresponden al OUI (Organizationally Unique Identifier) asignado por IEEE al fabricante, y los 24 bits restantes identifican de forma única al dispositivo.

• Bit U/L (Universal/Local): indica si la dirección fue asignada por el fabricante (0) o es administrada localmente (1).
• Bit I/G (Individual/Group): determina si la dirección es unicast (0) o multicast (1).

Las variantes modernas incluyen MAC de 64 bits (EUI-64) utilizadas en ciertas aplicaciones industriales.

8.3 Estructura de direcciones IPv4 e IPv6

8.3.1 IPv4

Una dirección IPv4 tiene 32 bits, escritos como cuatro octetos decimales separados por puntos (por ejemplo, 192.168.10.15). Se divide en dos partes:

• Prefijo de red: identifica la red o subred (definido por la máscara, ej. /24).
• Host: identifica al dispositivo dentro de la red.

Las máscaras determinan cuántos hosts son posibles; por ejemplo, /24 admite 254 direcciones utilizables.

8.3.2 IPv6

IPv6 utiliza 128 bits agrupados en ocho bloques hexadecimales separados por dos puntos (por ejemplo, 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334). Características clave:

• Prefijos de 64 bits para la red y 64 bits para la interfaz.
• Compresión de ceros para abreviar secuencias (2001:db8::7334).
• Compatibilidad con autoconfiguración (SLAAC) y seguridad integrada (IPsec obligatorio).

8.4 Relación entre capas OSI

En el modelo OSI, la capa 2 (Enlace de datos) manipula direcciones MAC y garantiza la entrega de tramas dentro de un segmento. La capa 3 (Red) usa direcciones IP para enrutar paquetes entre redes. Cuando un host desea comunicarse, primero determina si el destino está en la misma red: si lo está, utiliza MAC; si no, encapsula el paquete IP y lo envía al router, que a su vez utiliza direcciones MAC locales para el siguiente salto.

8.5 Ejemplo práctico: comunicación local y remota

8.5.1 Caso local (solo MAC)

1. El host A (192.168.10.5 /24, MAC 00:11:22:AA:BB:01) quiere enviar un archivo al host B (192.168.10.8 /24, MAC 00:11:22:AA:BB:02).
2. A consulta su caché ARP; si no tiene la MAC de B, envía una trama ARP broadcast.
3. B responde con su dirección MAC; A almacena la información y transmite la trama Ethernet directamente sin pasar por un router.

8.5.2 Caso remoto (MAC + IP)

1. El host A necesita acceder a un servidor en 172.16.5.20 ubicado en otra red.
2. A detecta que el destino está fuera de su prefijo /24, por lo que utiliza la dirección IP del gateway (192.168.10.1).
3. Mediante ARP descubre la MAC del gateway (por ejemplo, 00:50:56:EF:00:01) y le envía la trama.
4. El router desencapsula la trama, analiza el paquete IP y decide la ruta hacia 172.16.5.20, generando nuevas tramas con MAC locales en cada salto.

Este flujo muestra cómo las direcciones MAC se utilizan salto a salto, mientras que la dirección IP permanece constante de origen a destino.

8.6 Tabla comparativa

Característica	Dirección MAC	Dirección IP
Capa OSI	Enlace de datos	Red
Longitud	48 bits (EUI-48)	32 bits (IPv4) / 128 bits (IPv6)
Asignación	Fabricante (OUI) o administración local	DHCP, configuración manual o SLAAC
Alcance	Segmento local	Interredes
Función	Entrega de tramas, ARP	Enrutamiento, control de tráfico

Comprender ambos tipos de direccionamiento es indispensable para diagnosticar problemas de conectividad y planificar redes escalables. En los próximos temas se profundizará en los modelos de referencia y la seguridad que dependen de estas bases.