Comencem el recorregut per la pila TCP/IP des de baix, per la capa que gairebé mai no surt als diagrames d'aplicacions però sense la qual cap bit no es mou: la capa d'accés a la xarxa. En OSI eren dues capes (física i enllaç, que ja vas estudiar a 03-02 i 03-03); TCP/IP les fon en una i, sobretot, la deixa deliberadament oberta: no dicta com ha de ser, només exigeix que sigui capaç de portar paquets IP fins al salt següent. Aquesta lliçó explica aquesta decisió de disseny i, sobretot, t'ensenya a veure i manejar la capa en un sistema real: les interfícies de xarxa, el seu estat, la seva MTU i com es materialitzen al router de València. És important perquè les interfícies són la frontera física de la pila: quan alguna cosa "no té xarxa", el primer que comprova un professional és aquesta capa.

1. Què agrupa la capa d'accés a la xarxa
2. Per què TCP/IP la deixa "oberta": IP sobre qualsevol cosa
3. Les interfícies de xarxa: la capa feta objecte
4. Interfícies a la pràctica: ip link i companyia
5. La MTU: una propietat de cada interfície
6. Cas Meridiano: les interfícies del router de València

La capa d'accés a la xarxa (també anomenada link layer, capa d'enllaç de TCP/IP o network interface layer, segons el llibre) reuneix tot el que cal per lliurar un paquet IP al dispositiu següent del camí, dins d'un mateix enllaç:

• Allò físic (03-02): medis, senyals, codificació, connectors — el cable Cat 6 de la Marta, la fibra de l'operador, les ones del punt d'accés Wi-Fi.
• L'enllaç (03-03): trames, adreces MAC, accés al medi, detecció d'errors amb FCS, VLAN.
• I el "ciment" entre IP i l'enllaç: ARP (02-02), que tradueix la IP del salt següent a la MAC a la qual adreçar la trama.

No repetirem res de tot això — ja ho domines. El que canvia aquí és el punt de vista: per a TCP/IP, tot aquest món és un únic servei amb un contracte mínim:

"Dona'm un paquet IP i la IP del salt següent, i jo el lliuro per aquest enllaç. Com ho faci és cosa meva."

Per això moltes RFC ni tan sols detallen aquesta capa: cada tecnologia (Ethernet, Wi-Fi, PPP...) té el seu propi estàndard, i TCP/IP només defineix com encaixar IP al damunt de cadascuna (existeix literalment una RFC per a "IP sobre Ethernet", una altra per a "IP sobre Wi-Fi", i fins i tot una d'humorística per a "IP sobre coloms missatgers" — la RFC 1149, publicada un 1 d'abril, que diu molt de l'esperit pragmàtic i amb humor de la comunitat).

Recorda la cintura del rellotge de sorra de 04-01: sota d'IP hi pot haver qualsevol tecnologia. Això no és cap accident, és el requisit fundacional: TCP/IP va néixer per interconnectar xarxes heterogènies (cable, ràdio, satèl·lit), així que no es podia casar amb cap.

La conseqüència pràctica es veu en un sol dia de feina a Meridiano:

I si la Marta treballa des del tren amb el mòbil compartint 4G/5G, el seu paquet comença la vida sobre ràdio cel·lular i acaba sobre Ethernet — sense que cap aplicació ni cap protocol de capes superiors canviï ni una coma. La capa d'accés a la xarxa es renova a cada salt; IP la travessa sencera. Aquesta és la divisió de la feina: la capa d'accés resol "el metre següent" i la capa d'Internet (lliçó següent) resol "el camí complet".

Si al mòdul 3 les capes 1 i 2 eren conceptes, en un sistema real la capa d'accés a la xarxa es toca a través d'un objecte concret: la interfície de xarxa. Una interfície és el punt pel qual la pila TCP/IP del sistema operatiu es connecta a un enllaç. Pot ser:

• Física: una targeta Ethernet, un adaptador Wi-Fi. Té MAC "de fàbrica", cable o antena.
• Virtual: creada per programari. Les més comunes:
  • Loopback (lo, la famosa 127.0.0.1): la interfície amb què la màquina es parla a si mateixa; no toca mai cap cable.
  • Interfícies de túnel (VPN): la VPN de Meridiano apareix a cada router com una interfície més, encara que a sota no hi hagi un cable propi sinó paquets xifrats viatjant per Internet.
  • Subinterfícies VLAN: una interfície física es pot desdoblar lògicament (una per VLAN).

La idea clau per al teu model mental: per a les capes superiors, totes les interfícies són iguals. La taula de rutes (ho veurem a 04-03) decideix "aquest paquet surt per tal interfície", i tant li fa que aquella interfície sigui una targeta Ethernet o un túnel VPN. La interfície és la frontera de la pila: per damunt seu, tot és programari del kernel; per sota, driver, maquinari i medi.

A Linux (com el servidor de la intranet), l'eina moderna és l'ordre ip. La seva subordre link opera exactament a la capa d'accés a la xarxa — enllaços, no adreces IP.

Llegim-ho línia a línia, perquè cada camp explica alguna cosa:

• 1: / 2: — índex de la interfície (un número intern del kernel).
• lo / enp3s0 — nom de la interfície. lo és la loopback. enp3s0 segueix l'esquema de noms predictibles del Linux modern: en = Ethernet, p3s0 = posició física a la placa (bus PCI 3, slot 0). Veuràs també eth0 (esquema clàssic), wlan0/wlp2s0 (Wi-Fi, wl = wireless LAN), tun0/wg0 (túnels VPN). A Windows, els noms són descriptius: "Ethernet", "Wi-Fi", i es llisten amb ipconfig /all.
• <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> — capacitats i estat. Els dos que importen per al diagnòstic:
  • UP: la interfície està administrativament habilitada (algú la va activar per configuració).
  • LOWER_UP: hi ha portadora — el nivell físic detecta enllaç (cable connectat a un switch encès, Wi-Fi associat). És l'equivalent al LED de link de què vam parlar a 03-02.
• mtu 1500 — ho veiem a l'apartat següent.
• state UP — resum operatiu de l'estat.
• link/ether aa:bb:cc:00:10:10 — l'adreça MAC de la interfície (02-02); brd ff:ff:... és l'adreça de difusió de l'enllaç.

La combinació dels dos flags d'estat és una minitaula de diagnòstic en si mateixa:

Dues operacions administratives bàsiques (requereixen privilegis):

Això és el primer que es mira quan un equip "no té xarxa": abans de sospitar d'IP, de DNS o del servidor, comprova que la interfície existeix, està UP i té LOWER_UP. Si aquesta capa falla, tot el de dalt falla — és la lliçó de dependència vertical que ja coneixes d'OSI, aplicada al món real.

A 03-04 vas veure la MTU (Maximum Transmission Unit) en parlar de fragmentació. Ara la podem situar amb precisió al sistema: la MTU és una propietat de cada interfície, visible a la sortida d'ip link que acabem de llegir.

• enp3s0: mtu 1500 — 1500 bytes és la MTU clàssica d'Ethernet: el paquet IP més gran que cap en una trama.
• lo: mtu 65536 — la loopback no té medi físic real, així que es pot permetre trames enormes.
• Una interfície de túnel VPN sol mostrar una MTU menor (p. ex. 1400-1460): el túnel afegeix les seves pròpies capçaleres al paquet, i aquest sobrecost cal descomptar-lo dels 1500 de l'enllaç real per on viatja el túnel.

Cada interfície pot tenir una MTU diferent, i el kernel la respecta en construir paquets que surten per ella. Què passa quan un paquet és més gran que la MTU del camí — i per què la VPN de Meridiano és el lloc on això fa mal — ho veurem a la lliçó següent, perquè la reacció (fragmentar o avisar) és feina de la capa d'Internet. Aquí queda't amb el repartiment: la interfície declara el límit; la capa d'Internet decideix què fer-ne.

Els routers són el millor lloc per veure que "interfície" és el concepte central d'aquesta capa, perquè en tenen diverses i de naturalesa diferent. El router de València (192.168.10.1) té, conceptualment, aquestes:

• lan0 — interfície física cap al switch de l'oficina. És la porta d'enllaç que tots els equips de València tenen configurada (192.168.10.1). Per ella entren les trames de la VLAN 10 corporativa (i, segons el disseny de 03-03, el trànsit de la VLAN 20 de convidats arriba etiquetat pel mateix enllaç troncal).
• wan0 — interfície física cap a l'operador. Tecnologia diferent (fibra), adreça IP pública, món exterior.
• tun0 — la interfície virtual del túnel VPN cap a Bilbao. Per a la taula de rutes del router és una interfície com les altres ("per arribar a 192.168.20.0/24, surt per tun0"), però no té cable propi: cada paquet que "surt" per tun0 es xifra i es reenvia dins de paquets normals que surten per wan0. És la materialització, ara amb nom tècnic, de la VPN conceptual del mòdul 1 — i fixa't en la seva MTU reduïda.

El router de Bilbao (192.168.20.1) n'és el mirall: la seva lan0 cap al switch d'en Jon, la seva wan0 cap al seu operador i la seva tun0 apuntant a València. Quan a 04-03 llegim taules de rutes, aquestes interfícies seran la columna final de cada ruta: tota decisió d'encaminament acaba en un "surt per aquesta interfície".

• Confondre "sense cable" amb "deshabilitada". UP sense LOWER_UP = problema físic (cable, port del switch, associació Wi-Fi); interfície en DOWN = algú la va apagar per programari. El tractament és completament diferent: en el primer cas revises maquinari; en el segon, configuració.
• Creure que una interfície virtual és "menys real". Per a la pila, tun0 és tan interfície com lan0: té estat, MTU i rutes que surten per ella. La meitat dels problemes de VPN es diagnostiquen exactament igual que els d'una targeta física: la interfície és amunt? quina MTU té? hi ha rutes que la facin servir?
• Buscar eth0 en un Linux modern i concloure que "no hi ha xarxa". Els noms predictibles (enp3s0, wlp2s0) van desconcertar tota una generació d'administradors. Llista sempre amb ip link show en lloc de donar per fets els noms.
• Oblidar que Wi-Fi i Ethernet són la mateixa capa però no el mateix enllaç. Un portàtil amb cable i Wi-Fi actius té dues interfícies, cadascuna amb la seva MAC, el seu estat i potencialment la seva pròpia xarxa. Molts "va lent" s'expliquen perquè el trànsit surt per la interfície que no esperaves.
• Tocar la MTU sense motiu. La MTU per defecte (1500 en Ethernet) és correcta gairebé sempre. Només té sentit ajustar-la en escenaris concrets com els túnels — i això, millor després d'entendre la lliçó següent.
• Consell: davant d'un "no tinc xarxa", diagnostica de baix cap amunt començant aquí: ip link (interfície UP i amb portadora?) abans que ip addr, abans que ping, abans de culpar el servidor. T'estalviarà hores.

Al servidor de la intranet, un administrador júnior executa ip link show i obté:

Els usuaris reporten que la intranet no respon. (a) La interfície està habilitada administrativament? (b) Què indica NO-CARRIER (absència de LOWER_UP)? (c) Quines són les dues comprovacions físiques més probables que resoldran el cas?

En Jon, des de Bilbao, descarrega un document del servidor .10 a través de la VPN. Enumera, en ordre, les interfícies (amb el seu tipus: física LAN, física WAN o virtual de túnel) per les quals el paquet de petició surt en el seu viatge: PC d'en Jon → router de Bilbao → router de València → servidor. Quantes trames diferents haurà encapsulat, com a mínim, aquest únic paquet IP?

La interfície tun0 del router de València mostra mtu 1436 mentre que wan0 mostra mtu 1500. Explica amb les teves paraules per què la MTU del túnel és menor, i què representa aproximadament la diferència de 64 bytes.

Exercici 1: (a) Sí: el flag UP hi és present, així que administrativament està habilitada (l'state DOWN final reflecteix l'estat operatiu, no l'administratiu). (b) NO-CARRIER vol dir que no hi ha senyal físic: la targeta no detecta enllaç a l'altre extrem del cable. (c) Comprovar el cable entre el servidor i el switch (desconnectat o fet malbé) i el port del switch (apagat, avariat o deshabilitat). No té sentit revisar IP, DNS ni el servei web fins a recuperar la portadora: sense capa d'accés, res del de dalt no funciona.

Exercici 2: Sortides del paquet: (1) interfície Ethernet física del PC d'en Jon cap al switch de Bilbao; (2) al router de Bilbao, la decisió de rutes l'envia per la interfície virtual de túnel (tun0) — i el paquet xifrat resultant surt físicament per la seva interfície WAN física cap a l'operador; (3) al router de València, un cop desxifrat, surt per la seva interfície LAN física cap al switch i el servidor .10. Trames diferents: com a mínim tres de visibles per a Meridiano (Ethernet a la LAN de Bilbao, l'enllaç WAN de l'operador, Ethernet a la LAN de València) — i en realitat més, perquè dins d'Internet cada salt entre routers de l'operador reencapsula de nou. La capçalera IP original (protegida dins del túnel) sobreviu intacta; les trames es renoven a cada enllaç.

Exercici 3: Els paquets que "surten" per tun0 no viatgen sols: el túnel els xifra i els embolcalla amb capçaleres addicionals (les del protocol VPN més les noves capçaleres IP/transport exteriors), i el resultat ha de continuar cabent dins dels 1500 bytes de MTU de l'enllaç real (wan0). Els ~64 bytes de diferència són, aproximadament, aquest sobrecost d'encapsulació del túnel. Si tun0 mantingués MTU 1500, cada paquet gran superaria els 1500 en afegir-hi l'embolcall, forçant fragmentació o pèrdues — el tipus de problema que analitzarem a la lliçó següent.

La capa d'accés a la xarxa és el gran "contenidor obert" de TCP/IP: agrupa allò físic i l'enllaç que ja vas estudiar, i renuncia deliberadament a imposar una tecnologia perquè IP pugui viatjar sobre Ethernet, Wi-Fi, fibra o 5G indistintament — renovant-se a cada salt mentre el paquet la travessa sencera. A la pràctica, aquesta capa es veu i s'administra a través de les interfícies: física o virtual, cadascuna amb el seu nom, la seva MAC, el seu estat (UP/LOWER_UP) i la seva MTU, i les del router de València (lan0, wan0, tun0) en resumeixen bé la varietat. Amb la frontera inferior de la pila dominada, pugem un esglaó cap a la capa que converteix molts enllaços solts en una sola xarxa mundial: la capa d'Internet, on viuen IP, ICMP i — ara sí, línia a línia — les taules de rutes.