Протокол ARP

Протокол ARP (Address Resolution Protocol, протокол разрешения адреса) опи­сан в документе RFC 826. Необходимость протокола ARP продиктована тем обстоятельством, что IP-адреса устройств в сети назначаются независимо от их физических адресов. Поэтому для доставки сообщений по сети необходимо определить соответствие между физическим адресом устройства и его IP-адре­сом — это называется разрешением адресов. В большинстве случаев прикладные программы используют именно IP-адреса. А так как схемы физической адреса­ции устройств весьма разнообразны, то необходим специальный, универсальный протокол. Разрешение адресов может быть произведено двумя способами: с по­мощью прямого отображения и с помощью динамического связывания. Прото­кол ARP использует механизм динамического связывания.

Функционально протокол ARP состоит из двух частей. Одна часть протокола определяет физические адреса при посылке дейтаграммы, другая отвечает на запросы от других устройств в сети. Протокол ARP предполагает, что каждое устройство знает как свой IP-адрес, так и свой физический адрес.

Для того чтобы уменьшить количество посылаемых запросов ARP, каждое устройство в сети, использующее протокол ARP, должно иметь специальную буферную память. В этой памяти хранятся пары (IP-адрес, физический адрес) устройств в сети. Всякий раз, когда устройство получает ARP-ответ, оно сохра­няет в этой памяти соответствующею пару. Если адрес есть в списке пар, то нет необходимости посылать АРР - запрос. Эта буферная память называется ARP- таблицей.

В ARP-таблице могут быть как статические, так и динамические записи. Динамические записи добавляются» и удаляются автоматически. Статические за­писи могут быть добавлены пользователем. Кроме того, ARP-таблица всегда со­держит запись с физическим широковещательным адресом (%FFFFFFFFFFFF) для локальной сети. Эта запись позволяет устройству принимать широковеща­тельные ARP-запросы.

Каждая запись в ARP-таблице имеет свое время жизни — обычно оно состав­ляет 10 мин. После того как записи была добавлена в таблицу, ей присваивается таймер. Если запись не используется в первые две минуты, она удаляется. Если используется — время ее жизни (доставляет 10 мин. В некоторых реализациях протокола ARP новый таймер устанавливается после каждого использования записи в ARP-таблице. На рис. 6.7 показан пример ARP-таблицы, сформирован­ной на компьютере с двумя сетевыми интерфейсами, работающим под управле­нием операционной системы Micrcosoft Windows NT. Это таблица выводится по команде агр -а.

Сообщения протокола ARP (при передаче по сети инкапсулируются в поле данных кадра. Они не содержат IP-заголовка. В отличие от большинст­ва протоколов сообщения, ARP не имеют фиксированного формата заголовка. Протокол ARP был разработан таким образом, чтобы его можно было использо­вать для разрешения адресов в различных сетях. Фактически протокол можно использовать с произвольными физическими адресами и сетевыми протоко­лами.

На рис. 6.8 показан формат сообщения ARP. В отличие от большинства протоколов, поля переменной длины в сообщениях ARP не выровнены по 32-би­товой границе, что вносит определенные трудности в изучение протокола. На­пример, аппаратный адрес отправителя занимает 6 байт, поэтому на рис. 6.8 он занимает две строки (одна строка — одно двойное слово).

В поле «Тип сети» для сетей Ethernet указывается 1. Для других типов сетей значение этого поля определено соответствующими документами RFC. Поле «Тип протокола» позволяет использовать сообщения ARP не только для прото­кола IP, но и для других сетевых, протоколов. Для протокола IP значение этого поля равно 0800 (шестнадцатеричное). В поле «Тип операции» для ARP-запросов указывается 1, а для ARP-ответов — 2. Поля «Длина аппаратного адреса» и «Длина сетевого адреса» позволяют использовать протокол ARP в любых сетях, так как длину адресов можно задать.

	Тип сети (16 бит)	Тип протокола (16 бит)
	Длина аппаратного адреса (8 бит)	Длина сетевого адреса(8 бит)	Тип операции (16 бит)
Аппаратный адрес отправителя (32 бита)
	Аппаратный адрес отправителя (16 бит)	IP-адрес отправителя (16 бит)
	IP-адрес отправителя (16 бит)	Аппаратный адрес получателя (16 бит)
	Аппаратный адрес получателя (32 бита)
	IP-адрес получателя (32 бита)

Рис. 6.8. Формат сообщения ARP

Протокол ARP работает по следующей схеме. Устройство, отправляющее ARP-запрос, заполняет в сообщении все поля, кроме искомого аппаратного ад­реса. Затем оно рассылает запросы по всей подсети. Поле заполняется устройством, опознавшим свой IP-адрес.

Дата добавления: 2015-07-13