Protokol pro rozlišení adres (ARP): Co je to záhlaví?

Co je ARP?

Protokol pro rozlišení adres (ARP) je důležitý protokol síťové vrstvy v modelu OSI, který pomáhá najít MAC adresa (Media Access Control) zařízení z jeho IP adresaHlavním úkolem ARP je převést 32bitovou IP adresu (pro IPv4) na 48bitovou MAC adresu.

Používá se hlavně tehdy, když chce jedno zařízení komunikovat s jiným zařízením v lokální síti. Úplná forma ARP je Address Resolution Protocol (protokol pro rozlišení adres).

Jak funguje protokol ARP (Address Resolution Protocol)?

Každý operační systém v síti IPv4 udržuje mezipaměť ARP. Když hostitel potřebuje odeslat paket jinému hostiteli v síti LAN, nejprve zkontroluje svou mezipaměť ARP, aby zjistil, zda je již k dispozici překlad MAC adres. Pokud mapaping Pokud MAC adresa existuje, hostitel ji znovu použije; pokud ne, hostitel vyšle ARP požadavek k zjištění MAC adresy.

Následující diagram ukazuje, jak hostitel rozpoznává adresy a přeposílá paket přes mezilehlé směrovače, dokud nedosáhne cíle:

Zvažte následující příklad:

• Hostitel P rozpoznává adresu protokolu pro hostitele U, když aplikace na P odesílá zprávy hostiteli U.
• Pokud P nedokáže přímo rozpoznat adresu protokolu pro hostitele U, použije internetovou vrstvu k doručení paketu U směrováním přes T1 a T2.
• Hostitel P řeší hardwarovou adresu T1.
• Síťová vrstva na hostiteli P předává paket, který obsahuje adresu cílového protokolu pro U, hostiteli T1 k doručení.
• T1 doručí paket T2, který jej následně přepošle hostiteli U.

Důležité podmínky ARP

Zde jsou důležité pojmy spojené s protokolem pro rozlišení adres (Address Resolution Protocol):

• Mezipaměť ARP: Po vyřešení MAC adresy ji ARP uloží do tabulky (mezipaměti) pro budoucí použití, takže následná komunikace může MAC adresu znovu použít bez dalšího vysílání.
• Časový limit mezipaměti ARP: Je to doba, po kterou může být vyřešená MAC adresa uložena v ARP cache, než je odstraněna.
• Žádost ARP: Paket vysílán po síti, aby se ověřilo, zda odesílatel dokáže najít cílovou MAC adresu pro danou IP adresu.
• ARP odpověď/odpověď: Odpověď na MAC adresu, kterou zdroj obdrží od cíle, usnadňuje další komunikaci dat.

Metody rozlišení adresy

Propojení mezi adresou protokolu a hardwarovou adresou se nazývá vazba. Pro tento účel se používají tři techniky:

• Vyhledávání v tabulce: Vazby jsou uloženy v paměti s adresou protokolu jako klíčem. Vrstva datového spojení kontroluje adresu protokolu, aby našla odpovídající hardwarovou adresu.
• Dynamický: Tato metoda zasílání zpráv se používá pro řešení „just-in-time“. Vrstva datového spojení odešle zprávu s požadavkem na hardwarovou adresu a cíl odpoví.
• Výpočet v uzavřeném tvaru: V této metodě je adresa protokolu založena na hardwarové adrese, takže vrstva datového spojení může odvodit hardwarovou adresu přímo z adresy protokolu.

Typy ARP

Zde jsou čtyři typy protokolu pro rozlišení adres (ADP):

• Proxy ARP
• Bezplatná ARP
• Reverse ARP (RARP)
• Inverzní ARP (InARP)

Níže uvedený obrázek shrnuje čtyři typy ARP, než se každý z nich podrobněji podíváme:

Proxy ARP

V metodě Proxy ARP mohou zařízení vrstvy 3 reagovat na požadavky ARP jménem jiného hostitele. Nakonfigurovaný router reaguje na cílovou IP adresu a mapuje svou vlastní MAC adresu na tuto cílovou IP adresu, takže provoz odesílatele dosáhne zamýšleného cíle přes router.

Bezplatná ARP

Zbytečný ARP je požadavek, který hostitel odesílá na svou vlastní IP adresu. Pomáhá síti identifikovat duplicitní IP adresu. Když router nebo přepínač vyšle zbytečný ARP pro svou vlastní IP adresu a neobdrží žádnou odpověď, potvrzuje tím, že žádný jiný uzel nepoužívá IP adresu přidělenou tomuto zařízení.

Reverse ARP (RARP)

Reverse ARP, nazývaný také RARP, je síťový protokol používaný klientským systémem v místní síti LAN k vyžádání vlastní adresy IPv4 z tabulky ARP routeru. Správce sítě obvykle vytvoří v bráně routeru tabulku, která mapuje každou MAC adresu na konkrétní IP adresu.

Inverzní ARP (InARP)

Inverzní ARP, nazývaný také InARP, se používá k nalezení IP adres uzlů z jejich adres na datové vrstvě (data link layer). InARP se široce používá v sítích ATM a Frame Relay, kde se adresování virtuálních okruhů vrstvy 2 získává ze signalizace vrstvy 2.

Hlavička ARP

Záhlaví ARP obsahuje pole, která jak požadavek, tak odpověď používají k přenosu adresních informací. Obrázek níže znázorňuje strukturu záhlaví ARP:

• Typ hardwaru: Je to 1 pro Ethernet.
• Typ protokolu: Je to protokol používaný v síťové vrstvě.
• Délka hardwarové adresy: Je to délka v bajtech, takže pro Ethernet by to bylo 6.
• Délka adresy protokolu: Jeho hodnota je 4 bajty.
• Operavání Code: Označuje, zda je paket požadavkem ARP (1) nebo odpovědí ARP (2).
• Hardwarová adresa odesílatele: Je to hardwarová adresa zdrojového uzlu.
• Adresa protokolu odesílatele: Je to adresa zdrojového uzlu na 3. vrstvě.
• Target Hardwarová adresa: Používá se v požadavku RARP; odpověď pak obsahuje jak hardwarové adresy cíle, tak i adresy vrstvy 3.
• Target Adresa protokolu: Používá se v ARP požadavku; odpověď nese jak adresu vrstvy 3, tak hardwarovou adresu cíle.

Výhody použití ARP

Zde jsou výhody a výhody používání ARP:

• Pokud znáte IP adresu systému, jeho MAC adresu lze snadno zjistit pomocí ARP.
• Koncové uzly není nutné ručně konfigurovat, aby „znaly“ MAC adresy; lze je najít v případě potřeby.
• ARP umožňuje každému hostiteli v síti vytvořit mapuping mezi IP adresami a fyzickými (MAC) adresami.
• Sada mappingÚdaje uložené v hostiteli se nazývají ARP tabulka nebo ARP mezipaměť.

Nejčastější dotazy