Протокол разрешения адресов: что такое заголовок ARP в сети

Что такое ARP?

Протокол разрешения адресов (ARP) — это важный протокол сетевого уровня в модели OSI, который помогает найти MAC-адрес (управление доступом к среде передачи) по IP-адресу системы. Основная задача ARP — преобразовать 32-битный IP-адрес (для IPv4) в 48-битный MAC-адрес.

Этот протокол в основном используется для определить аппаратный (MAC) адрес устройства с IP-адреса. Он также используется, когда одно устройство хочет связаться с другим устройством в локальной сети. Полная форма ARP — это протокол разрешения адресов.

Как работает протокол разрешения адресов (ARP)?

Все ОС в сети IPv4 хранят кэш ARP. Когда хост запрашивает MAC-адрес для отправки пакета другому хосту в локальной сети, он проверяет свой ARP-кеш, чтобы убедиться, что трансляция MAC-адреса уже присутствует.

Протокол разрешения адресов (ARP) работает

Давайте разберем эту концепцию на примере:

  • Hosta P разрешает адрес протокола для хоста U для протокольных сообщений от приложения на P, отправленных на U.
  • P не разрешает адрес протокола для хоста U
  • Используя интернет-уровень, хост P осуществляет доставку на хост U, маршрутизируя через T1 и T2.
  • Хост P разрешает аппаратный адрес T1.
  • Сетевой уровень на хосте P передает пакет, содержащий адрес протокола назначения для U, для доставки на T1.
  • T1 доставляет пакет T2, который, в свою очередь, пересылает его хосту U.

Важные условия ARP

  • ARP-кэш: После определения MAC-адреса ARP отправляет его в кэш, хранящийся в таблице, для дальнейшего использования. Последующие коммуникации могут использовать MAC-адрес из таблицы.
  • Тайм-аут ARP-кэша: Это время, в течение которого MAC-адрес может находиться в кэше ARP.
  • ARP-запрос: Рассылка пакета по сети для проверки того, нашли ли мы MAC-адрес назначения или нет.
  • Ответ/ответ ARP: Ответ MAC-адреса, который источник получает от пункта назначения, помогает в дальнейшей передаче данных.

Методы разрешения адресов

Связь между адресом протокола и аппаратным адресом называется привязкой.

Для этой цели используются три технологии:

  • Таблица поиска – Привязки хранятся в памяти с адресом протокола в качестве ключа. Он использует уровень канала передачи данных для проверки адреса протокола и поиска аппаратного адреса.
  • Динамичный–Этот тип метода сетевого обмена сообщениями используется для решения проблем «точно в срок». Уровень канала передачи данных отправляет запросы сообщений по аппаратному адресу. пункт назначения отвечает.
  • Вычисление в закрытой форме –В этом методе адрес протокола основан на аппаратном адресе. Уровень канала передачи данных получает аппаратный адрес из адреса протокола.

Типы ARP

Вот четыре типа протокола разрешения адресов, которые приведены ниже:

  • Прокси ARP
  • Бесплатная ARP
  • Обратный ARP
  • Обратный ARP

Давайте изучим их все подробно:

Типы ARP
Типы ARP

Прокси ARP

В методе Proxy ARP устройства уровня 3 могут отвечать на запросы ARP. Этот тип ARP настроен, маршрутизатор будет реагировать на целевой IP-адрес и сопоставлять MAC-адрес маршрутизатора с целевым IP-адресом и отправителем, когда он достигнет места назначения.

Бесплатная ARP

«Бесплатный» — это еще один тип ARP-запроса хоста. Этот тип запроса ARP помогает сети идентифицировать дублирующийся IP-адрес. Поэтому, когда запрос ARP отправляется маршрутизатором или коммутатором для получения IP-адрес, ответы ARP не принимаются, поэтому другие узлы не могут использовать IP-адрес, выделенный этому коммутатору или маршрутизатору.

Обратный ARP (RARP)

Обратный ARP, также называемый теперь RARP, представляет собой тип сетевого протокола ARP, который используется клиентской системой в локальной сети для запроса своего IPv4-адреса из таблицы маршрутизации ARP. Сетевой администратор обычно создает таблицу в шлюзе-маршрутизаторе, которая помогает определить MAC-адрес для этого конкретного IP-адреса.

Инверсный ARP (InARP)

Обратный ARP, также называемый InARP, представляет собой тип ARP, используемый для определения IP-адресов узлов по адресам канального уровня. InARP широко используется для ретрансляции кадров сетей ATM, где адресация виртуальных каналов уровня 2 получается из сигнализации уровня 2.

ARP-заголовок

ARP-заголовок

ARP-заголовок
  • Тип оборудования–Это 1 для Ethernet.
  • Тип протокола–Это протокол, используемый на сетевом уровне.
  • Длина аппаратного адреса–Это длина в байтах, поэтому для Ethernet она равна 6.
  • Длина адреса протокола – Его значение составляет 4 байта.
  • Код операции указывает, что пакет представляет собой запрос ARP (1) или ответ ARP (2).
  • Аппаратный адрес отправителя – Это аппаратный адрес исходного узла.
  • Адрес протокола отправителей -Это адрес уровня 3 исходного узла.
  • Целевой аппаратный адрес – Он используется в запросе RARP, ответ которого влияет как на аппаратное обеспечение пункта назначения, так и на адреса уровня 3.
  • Адрес целевого протокола – Он используется в запросе ARP, когда ответ содержит как адреса уровня 3, так и аппаратное обеспечение пункта назначения.

Преимущества использования ARP

Вот плюсы/преимущества использования ARP

  • Если вы используете ARP, то MAC-адреса можно легко узнать, если вы знаете IP-адрес той же системы.
  • Конечные узлы не должны быть настроены на «знание» MAC-адресов. Его можно найти при необходимости.
  • Цель ARP — предоставить каждому хосту в сети возможность создавать сопоставления между IP-адресами и физическими адресами.
  • Набор сопоставлений или таблиц, хранящихся на хосте, называется таблицей ARP или кешем ARP.

FAQ:

Если несколько запросов ARP выполняются для несуществующего хоста, это приведет к увеличению временных интервалов между запросами. В конце концов ARP сдается.

Другие машины отвечают (бесплатный ARP) как обычный запрос ARP. Это помогает обнаружить, что IP-адрес уже назначен.

Итоги

  • Протокол ARP помогает найти MAC-адрес (управление доступом к среде передачи) по IP-адресу системы.
  • Важные термины ARP: 1) Кэш ARP 2) Тайм-аут кэша ARP 3) Запрос ARP 4) Ответ/ответ ARP
  • Три типа методов разрешения ARP: 1) Поиск в таблице 2) Динамический 3) Вычисление в закрытой форме.
  • Важными протоколами ARP являются: 1) Прокси-ARP 2) Бесплатный ARP 3) Обратный ARP 4) Инверсный ARP.
  • Компонентами заголовка ARP являются 1) Тип оборудования 2) Тип протокола 3) Длина аппаратного адреса 4) Длина адреса протокола 5) Аппаратный адрес отправителя 6) Протокольный адрес отправителя 7) Целевой аппаратный адрес 8) Целевой адрес протокола.