Flujo de paquetes en la misma red

Requisito previo: ¿cómo funciona ARP?  
Para transferir un paquete del origen al destino, se deben conocer tanto la dirección MAC como la dirección IP del destino. Si la dirección MAC de destino no está presente, ARP resolverá este problema primero y luego el paquete se entregará a un host de destino. 

Hay reglas simples para un flujo de paquetes en una red: 

1. Si el host de destino está presente en la misma red que el host de origen, el paquete se entregará directamente al host de destino utilizando la dirección MAC.
2. Dentro de una red, el paquete se entregará en función de la dirección MAC.
3. La dirección MAC nunca cruza su dominio de transmisión.

Ahora, primero, tenemos que tomar una idea sobre ARP. 

Protocolo de resolución de direcciones: 
el protocolo de resolución de direcciones es un protocolo de capa 2 (capa de enlace de datos) que se utiliza para encontrar la dirección MAC de la dirección IP conocida. 

Hay algunos términos importantes asociados con ARP: 

El caché ARP es una tabla mantenida por ARP que contiene una dirección IP con su dirección MAC y tipo asociados. Si la dirección MAC se aprende dinámicamente, el tipo será dinámico y si la dirección MAC se agrega manualmente, el tipo será estático. 

La solicitud ARP es un mensaje de difusión generado por la fuente para encontrar la dirección MAC de destino si el ARP no se resuelve inicialmente. 

La respuesta ARP es un mensaje de unidifusión del destino al dispositivo de origen que contiene la dirección MAC de destino. 

Explicación –  

Los pasos incluidos en el proceso ARP son los siguientes:- 

Cuando una fuente quiere enviar un paquete al dispositivo de destino, entonces, 

1. La memoria caché ARP de origen se comprueba si el ARP está resuelto o no. Si el ARP no se resuelve, pone el paquete en espera y genera una solicitud de ARP. 

2. Si el ARP ya está resuelto, el paquete se entregará al host de destino.

3. La solicitud ARP se transmite por toda la red para averiguar si el dispositivo tiene una dirección IP de destino. 
Nota: si el destino está presente en la misma red, ARP encontrará la dirección MAC de destino, pero si está presente en una red diferente, ARP encontrará la dirección MAC de la puerta de enlace predeterminada. 

4. Cuando el dispositivo que tiene la dirección IP de destino recibe la solicitud ARP, actualiza su propio caché ARP.

5. La máquina host de destino genera una respuesta ARP que contiene su propia dirección MAC.

6. Ahora, el dispositivo que tiene la dirección IP de origen recibe la respuesta ARP y actualiza su caché ARP. 

7. Dado que tanto la dirección IP de origen como la de destino y la dirección MAC están disponibles ahora, el paquete se entrega al host de destino.

Ahora, hemos tomado una idea sobre el protocolo ARP. Veamos sobre el flujo de paquetes . 

Ahora entenderemos cómo se entrega el paquete al destino cuando el destino está presente en la misma red (red de la fuente). 

Esta es la topología en la que el host A tiene la dirección IP 192.168.1.1, el host B tiene la dirección IP 192.168.1.2 y el enrutador tiene la dirección IP 192.168.1.3 en la interfaz fa0/0. 

Ahora, el dispositivo de origen sabrá que el destino está presente en la misma red o en una diferente. Entendamos: – 

La operación AND se realiza entre la dirección IP de origen, la máscara de subred de origen y la dirección IP de destino, la máscara de subred de origen. Si la resultante de ambos es la misma, el destino está presente en la misma red, de lo contrario, en una red diferente. 

Intentemos hacer ping al host B desde el host A. 

Como puede ver se generan 2 paquetes, uno de ICMP y otro de ARP (verde). La trama ARP se genera porque el host A aún no se ha comunicado con el host B, es decir, el ARP no se ha resuelto, es decir, ARP se resolverá primero para que el host A tenga una entrada para la dirección MAC del host B. 

Como ya se explicó, la solicitud ARP se transmitirá primero para la dirección IP de destino dentro de la red porque los enrutadores no reenvían paquetes de transmisión. El conmutador recibe la solicitud de transmisión, como se muestra en la figura anterior. 

El conmutador transmite la solicitud ARP ya que la entrada en el encabezado de Ethernet es FFFF.FFFF.FFFF (dirección MAC de transmisión). 

El Host B recibe la solicitud como se muestra en la figura anterior. El Host B genera una respuesta ARP inmediatamente especificando su propia dirección MAC. 

Ahora, el host B unidifunde la respuesta ARP al host A, que es recibida por el conmutador, que a su vez la reenvía al host A, como se muestra en las 2 figuras anteriores. 

Nota: 
el conmutador puede transmitir la respuesta por unidifusión porque el conmutador ha puesto una entrada para el host A en su tabla MAC cuando el alojamiento A transmite la solicitud ARP. De la misma manera, un conmutador también ha puesto una entrada para el host B cuando el interruptor recibe

 la respuesta de ARP. 

Ahora el ARP se ha resuelto y el ICMP se unidifundirá al host B desde el host A (como se muestra arriba).  

Ahora, el paquete de confirmación de ICMP se unidifundirá desde el host B al host A, es decir, se hace ping con éxito al host B desde el host A, como se muestra en las figuras anteriores.