Giao thức phân giải địa chỉ (ARP): Phần tiêu đề là gì?

ARP là gì?

Giao thức phân giải địa chỉ (ARP) là một giao thức quan trọng của lớp mạng trong mô hình OSI, giúp tìm kiếm Địa chỉ MAC (Kiểm soát truy cập phương tiện) của một thiết bị từ nó Địa chỉ IPNhiệm vụ chính của ARP là chuyển đổi địa chỉ IP 32 bit (đối với IPv4) thành địa chỉ MAC 48 bit.

Giao thức này chủ yếu được sử dụng khi một thiết bị muốn giao tiếp với một thiết bị khác trên mạng cục bộ. Tên đầy đủ của ARP là Address Resolution Protocol (Giao thức phân giải địa chỉ).

Giao thức phân giải địa chỉ (ARP) hoạt động như thế nào?

Mỗi hệ điều hành trong mạng IPv4 đều duy trì bộ nhớ đệm ARP. Khi một máy chủ cần gửi gói tin đến một máy chủ khác trên mạng LAN, nó sẽ kiểm tra bộ nhớ đệm ARP trước để xem bản dịch địa chỉ MAC đã có sẵn hay chưa. Nếu bản đồ...ping Nếu địa chỉ MAC tồn tại, máy chủ sẽ sử dụng lại nó; nếu không, máy chủ sẽ phát đi yêu cầu ARP để tìm địa chỉ MAC.

Sơ đồ bên dưới minh họa cách một máy chủ phân giải địa chỉ và chuyển tiếp gói tin qua các bộ định tuyến trung gian cho đến khi đến đích:

Hãy xem xét ví dụ sau:

• Máy chủ P phân giải địa chỉ giao thức cho máy chủ U khi một ứng dụng trên P gửi tin nhắn đến U.
• Nếu P không thể phân giải địa chỉ giao thức cho máy chủ U trực tiếp, nó sẽ sử dụng lớp internet để chuyển gói tin đến U bằng cách định tuyến qua T1 và T2.
• Máy chủ P phân giải địa chỉ phần cứng T1.
• Lớp mạng trên máy chủ P chuyển tiếp gói tin, chứa địa chỉ giao thức đích cho U, đến T1 để chuyển phát.
• T1 chuyển tiếp gói tin đến T2, sau đó T2 chuyển tiếp gói tin đến máy chủ U.

Điều khoản ARP quan trọng

Dưới đây là các thuật ngữ quan trọng liên quan đến Giao thức phân giải địa chỉ (Address Resolution Protocol):

• Bộ đệm ARP: Sau khi phân giải địa chỉ MAC, ARP lưu trữ địa chỉ đó vào một bảng (bộ nhớ đệm) để tham khảo trong tương lai, nhờ đó các lần liên lạc tiếp theo có thể sử dụng lại địa chỉ MAC mà không cần phát sóng lại.
• Hết thời gian chờ bộ đệm ARP: Đây là khoảng thời gian mà địa chỉ MAC đã được phân giải có thể tồn tại trong bộ nhớ đệm ARP trước khi bị xóa.
• Yêu cầu ARP: Gói tin được phát đi trên mạng để kiểm tra xem bên gửi có tìm thấy địa chỉ MAC đích cho một địa chỉ IP nhất định hay không.
• Phản hồi/trả lời ARP: Địa chỉ MAC là phản hồi mà nguồn nhận được từ đích, giúp hỗ trợ việc truyền dữ liệu tiếp theo.

Phương pháp phân giải địa chỉ

Mối liên hệ giữa địa chỉ giao thức và địa chỉ phần cứng được gọi là liên kết (binding). Có ba kỹ thuật được sử dụng cho mục đích này:

• Tra cứu bảng: Thông tin liên kết được lưu trữ trong bộ nhớ với địa chỉ giao thức làm khóa. Lớp liên kết dữ liệu kiểm tra địa chỉ giao thức để tìm địa chỉ phần cứng tương ứng.
• Năng động: Phương thức nhắn tin này được sử dụng để giải quyết vấn đề "ngay lập tức". Lớp liên kết dữ liệu gửi một thông báo yêu cầu địa chỉ phần cứng, và đích đến sẽ phản hồi.
• Tính toán dạng đóng: Trong phương pháp này, địa chỉ giao thức dựa trên địa chỉ phần cứng, do đó lớp liên kết dữ liệu có thể suy ra địa chỉ phần cứng trực tiếp từ địa chỉ giao thức.

Các loại ARP

Dưới đây là bốn loại giao thức phân giải địa chỉ:

• ARP ủy quyền
• ARP miễn phí
• Reverse ARP (RARP)
• ARP nghịch đảo (InARP)

Hình minh họa bên dưới tóm tắt bốn loại ARP trước khi chúng ta xem xét chi tiết từng loại:

ARP ủy quyền

Trong phương thức Proxy ARP, các thiết bị lớp 3 có thể phản hồi các yêu cầu ARP thay mặt cho một máy chủ khác. Một bộ định tuyến được cấu hình sẽ phản hồi địa chỉ IP đích và ánh xạ địa chỉ MAC của chính nó đến địa chỉ IP đích đó, do đó lưu lượng truy cập của người gửi sẽ đến được đích dự định thông qua bộ định tuyến.

ARP miễn phí

ARP không cần phản hồi (Gratuitous ARP) là một yêu cầu mà một máy chủ gửi đi để lấy địa chỉ IP của chính nó. Nó giúp mạng xác định địa chỉ IP trùng lặp. Khi một bộ định tuyến hoặc bộ chuyển mạch phát sóng ARP không cần phản hồi để lấy địa chỉ IP của chính nó và không nhận được phản hồi, điều đó xác nhận rằng không có thiết bị nào khác đang sử dụng địa chỉ IP được cấp phát cho thiết bị đó.

Reverse ARP (RARP)

Reverse ARP, hay còn gọi là RARP, là một giao thức mạng được hệ thống máy khách trong mạng LAN sử dụng để yêu cầu địa chỉ IPv4 của chính nó từ bảng định tuyến ARP. Quản trị viên mạng thường tạo một bảng trong bộ định tuyến cổng để ánh xạ mỗi địa chỉ MAC đến một địa chỉ IP cụ thể.

ARP nghịch đảo (InARP)

Giao thức Inverse ARP, hay còn gọi là InARP, được sử dụng để tìm địa chỉ IP của các nút từ địa chỉ lớp liên kết dữ liệu của chúng. InARP được sử dụng rộng rãi trong mạng ATM và Frame Relay, nơi địa chỉ mạch ảo lớp 2 được lấy từ tín hiệu lớp 2.

Tiêu đề ARP

Phần tiêu đề ARP chứa các trường mà cả yêu cầu và phản hồi đều sử dụng để truyền thông tin địa chỉ. Hình dưới đây thể hiện cấu trúc của tiêu đề ARP:

• Loại phần cứng: Nó là 1 cho Ethernet.
• Loại giao thức: Đây là giao thức được sử dụng ở lớp mạng.
• Độ dài địa chỉ phần cứng: Đó là độ dài tính bằng byte, vì vậy đối với Ethernet thì sẽ là 6.
• Độ dài địa chỉ giao thức: Giá trị của nó là 4 byte.
• Operasản xuất Code: Nó cho biết gói tin là yêu cầu ARP (1) hay phản hồi ARP (2).
• Địa chỉ phần cứng của người gửi: Đây là địa chỉ phần cứng của nút nguồn.
• Địa chỉ giao thức người gửi: Đây là địa chỉ lớp 3 của nút nguồn.
• Target Địa chỉ phần cứng: Nó được sử dụng trong yêu cầu RARP; phản hồi sau đó bao gồm cả địa chỉ phần cứng và địa chỉ lớp 3 của đích đến.
• Target Địa chỉ giao thức: Nó được sử dụng trong yêu cầu ARP; phản hồi mang cả địa chỉ lớp 3 và địa chỉ phần cứng của đích đến.

Ưu điểm của việc sử dụng ARP

Dưới đây là những ưu điểm và lợi ích của việc sử dụng ARP:

• Nếu bạn biết địa chỉ IP của một hệ thống, bạn có thể dễ dàng tìm ra địa chỉ MAC của nó bằng giao thức ARP.
• Các thiết bị đầu cuối không cần phải được cấu hình thủ công để "nhận biết" địa chỉ MAC; chúng có thể được tìm thấy khi cần thiết.
• Giao thức ARP cho phép mỗi máy chủ trên mạng xây dựng một bản đồ.ping Giữa địa chỉ IP và địa chỉ vật lý (MAC).
• Bộ bản đồpingThông tin được lưu trữ trong máy chủ được gọi là bảng ARP hoặc bộ nhớ đệm ARP.

Câu Hỏi Thường Gặp