Τι είναι το ARP;
Το Protocol Resolution Protocol (ARP) είναι ένα σημαντικό πρωτόκολλο του επιπέδου δικτύου στο μοντέλο OSI, το οποίο βοηθά στην εύρεση της διεύθυνσης MAC (Media Access Control) με δεδομένη τη διεύθυνση IP του συστήματος. Ο κύριος στόχος του ARP είναι να μετατρέψει τη διεύθυνση IP 32-bit (για IPv4) σε μια διεύθυνση MAC 48-bit.
Αυτό το πρωτόκολλο χρησιμοποιείται κυρίως για τον προσδιορισμό της διεύθυνσης υλικού (MAC) μιας συσκευής από μια διεύθυνση IP. Χρησιμοποιείται επίσης όταν μια συσκευή θέλει να επικοινωνήσει με κάποια άλλη συσκευή σε τοπικό δίκτυο. Η πλήρης μορφή του ARP είναι το Protocol Resolution Protocol.
Σε αυτό το σεμινάριο δικτύωσης, θα μάθετε:
- Τι είναι το ARP;
- Πώς λειτουργεί το Protocol Resolution Protocol (ARP);
- Σημαντικοί όροι ARP:
- Μέθοδοι επίλυσης διευθύνσεων
- Τύποι ARP
- Κεφαλίδα ARP:
- Πλεονεκτήματα της χρήσης ARP
Πώς λειτουργεί το Protocol Resolution Protocol (ARP);
Όλα τα λειτουργικά συστήματα σε ένα δίκτυο IPv4 διατηρούν μια προσωρινή μνήμη ARP. Όταν ο κεντρικός υπολογιστής ζητά μια διεύθυνση MAC για να στείλει ένα πακέτο σε έναν άλλο κεντρικό υπολογιστή στο LAN, ελέγχει την προσωρινή μνήμη ARP για να ελέγξει ότι η μετάφραση διεύθυνσης MAC ήδη εμφανίζεται.
Ας κατανοήσουμε αυτήν την έννοια με ένα παράδειγμα:
- Το Hosta P επιλύει τη διεύθυνση πρωτοκόλλου για το κεντρικό U για μηνύματα πρωτοκόλλου από μια εφαρμογή στο P που αποστέλλεται στο U
- Το P δεν επιλύει μια διεύθυνση πρωτοκόλλου για τον κεντρικό υπολογιστή U
- Χρησιμοποιώντας το επίπεδο διαδικτύου, ο κεντρικός υπολογιστής P παραδίδει στον κεντρικό υπολογιστή U δρομολογώντας τα T1 και T2.
- Το Host P επιλύει τη διεύθυνση υλικού T1.
- Το επίπεδο δικτύου στον κεντρικό υπολογιστή P περνά πακέτο που περιέχει διεύθυνση πρωτοκόλλου προορισμού για U για παράδοση στο T1
- Το T1 παραδίδει το πακέτο στο T2 το οποίο με τη σειρά του προωθεί το πακέτο στο Host U.
Σημαντικοί όροι ARP:
- ARP Cache: Μετά την επίλυση της διεύθυνσης MAC, το ARP τη στέλνει στην προσωρινή μνήμη που είναι αποθηκευμένη σε έναν πίνακα για μελλοντική αναφορά. Οι επόμενες επικοινωνίες μπορούν να χρησιμοποιήσουν τη διεύθυνση MAC από τον πίνακα.
- ARP Cache Timeout: Είναι η ώρα για την οποία μπορεί να βρίσκεται η διεύθυνση MAC στην προσωρινή μνήμη ARP.
- Αίτημα ARP: Μετάδοση ενός πακέτου μέσω του δικτύου για επικύρωση εάν συναντήσαμε τη διεύθυνση MAC προορισμού ή όχι.
- Απόκριση / απάντηση ARP: Η απόκριση διεύθυνσης MAC που λαμβάνει η πηγή από τον προορισμό βοηθά στην περαιτέρω επικοινωνία των δεδομένων.
Μέθοδοι επίλυσης διευθύνσεων
Η σύνδεση μεταξύ μιας διεύθυνσης πρωτοκόλλου και μιας διεύθυνσης υλικού είναι γνωστή ως δεσμευτική.
Υπάρχουν τρεις τεχνικές που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό:
- Αναζήτηση πίνακα - Δεσμοί αποθηκευμένοι στη μνήμη με το πρωτόκολλο ως κλειδί. Χρησιμοποιεί το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων ελέγχει τη διεύθυνση πρωτοκόλλου για να βρει τη διεύθυνση υλικού.
- Dynamic - Αυτός ο τύπος μεθόδου ανταλλαγής μηνυμάτων δικτύου χρησιμοποιείται για ανάλυση "just-in-time". Το επίπεδο συνδέσμου δεδομένων στέλνει αιτήματα μηνυμάτων σε μια διεύθυνση υλικού. αποκρίνεται ο προορισμός.
- Υπολογισμός κλειστής μορφής - Σε αυτήν τη μέθοδο, μια διεύθυνση πρωτοκόλλου βασίζεται σε μια διεύθυνση υλικού. Το επίπεδο σύνδεσης δεδομένων προέρχεται από τη διεύθυνση υλικού από τη διεύθυνση πρωτοκόλλου.
Τύποι ARP
Ακολουθούν τέσσερις τύποι πρωτοκόλλου επίλυσης διευθύνσεων, που δίνεται παρακάτω:
- Proxy ARP
- Gratuitous ARP
- Αντίστροφη ARP
- Αντίστροφη ARP
Ας τα μάθουμε όλα λεπτομερώς:
Proxy ARP:
Στη μέθοδο Proxy ARP, οι συσκευές Layer 3 μπορούν να ανταποκριθούν σε αιτήματα ARP. Αυτός ο τύπος ARP έχει ρυθμιστεί ο δρομολογητής που θα ανταποκρίνεται στη διεύθυνση IP προορισμού και χαρτογραφεί τη διεύθυνση MAC του δρομολογητή με τη διεύθυνση IP προορισμού και τον αποστολέα όταν φτάσει στον προορισμό του.
Gratuitous ARP:
Το Gratuitous είναι ένας άλλος τύπος αιτήματος ARP του κεντρικού υπολογιστή. Αυτός ο τύπος αιτήματος ARP βοηθά το δίκτυο να εντοπίσει τη διπλή διεύθυνση IP. Επομένως, όταν ένα αίτημα ARP αποστέλλεται από έναν δρομολογητή ή έναν διακόπτη για να λάβει τη διεύθυνση IP του, δεν λαμβάνονται απαντήσεις ARP. Για να μην μπορούν άλλοι κόμβοι να χρησιμοποιούν τη διεύθυνση IP που έχει εκχωρηθεί σε αυτόν τον διακόπτη ή δρομολογητή.
Αντίστροφη ARP (RARP)
Το Reverse ARP, που επίσης ονομάζεται RARP, είναι ένας τύπος πρωτοκόλλου δικτύωσης ARP που χρησιμοποιείται από το σύστημα πελάτη σε ένα LAN για να ζητήσει τη διεύθυνση IPv4 του από τον πίνακα δρομολογητών ARP. Ο διαχειριστής δικτύου δημιουργεί ως επί το πλείστον έναν πίνακα στο gateway-router, ο οποίος βοηθά στον προσδιορισμό της διεύθυνσης MAC σε αυτήν τη συγκεκριμένη διεύθυνση IP.
Αντίστροφο ARP (InARP)
Το Inverse ARP ονομάζεται επίσης InARP, είναι ένας τύπος ARP που χρησιμοποιείται για την εύρεση των διευθύνσεων IP των κόμβων από τις διευθύνσεις επιπέδων ζεύξης δεδομένων. Το InARP χρησιμοποιείται ευρέως για ρελέ πλαισίων δικτύων ATM όπου η διεύθυνση εικονικού κυκλώματος Layer 2 αποκτήθηκε από τη σηματοδότηση Layer 2.
Κεφαλίδα ARP:
- Τύπος υλικού - Είναι 1 για Ethernet.
- Πρωτόκολλο Τύπος- Είναι ένα πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται στο επίπεδο δικτύου.
- Μήκος διεύθυνσης υλικού - Είναι το μήκος σε byte έτσι ώστε να είναι 6 για Ethernet.
- Μήκος διεύθυνσης πρωτοκόλλου - Η τιμή του είναι 4 byte.
- Ο Κώδικας Λειτουργίας υποδεικνύει ότι το πακέτο είναι μια Αίτηση ARP (1) ή μια Απόκριση ARP (2)
- Senders Hardware Address - Είναι μια διεύθυνση υλικού του κόμβου προέλευσης.
- Senders Protocol Address -Είναι μια διεύθυνση επιπέδου 3 του κόμβου προέλευσης.
- Target Hardware Address - Χρησιμοποιείται σε μια αίτηση RARP, η οποία απόκριση επηρεάζει τόσο το υλικό του προορισμού όσο και τις διευθύνσεις επιπέδου 3.
- Διεύθυνση πρωτοκόλλου προορισμού - Χρησιμοποιείται σε ένα αίτημα ARP όταν η απόκριση μεταφέρει διευθύνσεις επιπέδου 3 και το υλικό του προορισμού.
Πλεονεκτήματα της χρήσης ARP
Ακολουθούν τα πλεονεκτήματα / οφέλη από τη χρήση του ARP
- Εάν χρησιμοποιείτε ARP, τότε οι διευθύνσεις MAC μπορούν εύκολα να γίνουν γνωστές αν γνωρίζετε τη διεύθυνση IP του ίδιου συστήματος.
- Οι τελικοί κόμβοι δεν πρέπει να διαμορφωθούν για να "γνωρίζουν" διευθύνσεις MAC Μπορεί να βρεθεί όταν χρειάζεται.
- Ο στόχος του ARP είναι να επιτρέψει σε κάθε κεντρικό υπολογιστή σε ένα δίκτυο που σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μια αντιστοίχιση μεταξύ διευθύνσεων IP και φυσικών διευθύνσεων.
- Το σύνολο αντιστοιχίσεων ή πίνακα που είναι αποθηκευμένο στον κεντρικό υπολογιστή ονομάζεται πίνακας ARP ή ARP cache.
Συχνές ερωτήσεις:
Τι θα συμβεί εάν ένα αίτημα ARP υποβάλλεται για μη υπάρχοντα κεντρικό υπολογιστή;
Εάν τα διάφορα αιτήματα ARP υποβάλλονται για έναν υπάρχοντα κεντρικό υπολογιστή, θα αυξήσει τα χρονικά διαστήματα μεταξύ των αιτημάτων. Τελικά, το ARP σταματά.
Τι γίνεται αν ένας κεντρικός υπολογιστής στέλνει ένα αίτημα ARP για τη διεύθυνση IP του;
Τα άλλα μηχανήματα ανταποκρίνονται (δωρεάν ARP) ως κανονικό αίτημα ARP. Αυτό βοηθά στον εντοπισμό μιας διεύθυνσης IP που έχει ήδη εκχωρηθεί.
Περίληψη:
- Το πρωτόκολλο ARP βοηθά στην εύρεση της διεύθυνσης MAC (Media Access Control) με δεδομένη τη διεύθυνση IP του συστήματος.
- Οι σημαντικοί όροι ARP είναι: 1) ARP Cache 2) ARP Cache Timeout 3) ARP request 4) ARP απάντηση / απάντηση
- Τρεις τύποι τεχνικών ανάλυσης ARP είναι: 1) Αναζήτηση πίνακα 2) Δυναμική 3) Υπολογισμός κλειστής μορφής.
- Τα σημαντικά πρωτόκολλα ARP είναι: 1) Proxy ARP 2) Gratuitous ARP 3) Reverse ARP 4) Inverse ARP.
- Τα στοιχεία της κεφαλίδας ARP είναι 1) Τύπος υλικού 2) Τύπος πρωτοκόλλου 3) Μήκος διεύθυνσης υλικού 4) Μήκος διεύθυνσης πρωτοκόλλου 5) Διεύθυνση υλικού αποστολέα 6) Διεύθυνση πρωτοκόλλου αποστολέων 7) Διεύθυνση υλικού προορισμού 8) Διεύθυνση πρωτοκόλλου προορισμού.