2.3 Протокол arp
В сети Ethernet для идентификации источника и получателя информации используются IP и MAC адреса. Информация, пересылаемая от одного компьютера другому по сети, содержит в себе физический адрес отправителя, IP-адрес отправителя, физический адрес получателя и IP-адрес получателя. ARP-протокол обеспечивает связь между этими двумя адресами, поскольку эти два адреса никак друг с другом не связаны (рис. 2.2).
Рисунок 2.2 – Работа ARP-протокола
ARP - протокол разрешения адресов (Address Resolution Protocol) является протоколом третьего (сетевого) уровня модели OSI, используется для преобразования IP-адресов в MAC-адреса, играет важную функцию в множественном доступе сетей. ARP была определена RFC 826 в 1982 году.
Непосредственно связь между IP адресом и MAC адресом осуществляется с помощью так называемых ARP-таблиц, где в каждой строке указывается соответствие IP адреса MAC адресу.
Пример ARP-таблицы в ОС Windowsпредставлен на рисунке 2.3.
В ARP-таблице, помимо IP и MAC адреса, еще указывается тип связи, существует два типа записей:
Статические записи создаются вручную, они существуют до тех пор, пока компьютер или маршрутизатор остается включенным.
Динамические записи должны периодически обновляться. Если запись не обновлялась в течении определенного времени (приблизительно 2 минуты), то она исключается из таблицы. В ARP-таблице содержаться записи не обо всех узлах сети. А только те, которые активно участвуют в сетевых операциях. Такой способ хранения называется ARP-кэшем.
Рисунок 2.3 – ARP-таблица
RARP (англ. Reverse Address Resolution Protocol - Обратный протокол преобразования адресов) - протокол третьего (сетевого) уровня модели OSI, выполняет обратное отображение адресов, то есть преобразует аппаратный адрес в IP-адрес.
Рисунок 2.4 – Работа RARP-протокола
Существует четыре типа ARP-сообщений:
ARP-запрос(ARPrequest);
ARP-ответ(ARP reply);
RARP-запрос(RARP-request);
RARP-ответ(RARP-reply).
Рисунок 2.5 – Структура заголовка ARP
Hardware type (HTYPE) Каждый канальный протокол передачи данных имеет свой номер, который хранится в этом поле. Например, Ethernet имеет номер 0x0001
Protocol type (PTYPE) Код сетевого протокола. Например, для IPv4 будет записано 0x0800
Hardware length (HLEN) Длина физического адреса в байтах. Адреса Ethernet имеют длину 6 байт.
Protocol length (PLEN) Длина логического адреса в байтах. IPv4 адреса имеют длину 4 байта.
Operation Код операции отправителя: 1 в случае запроса и 2 в случае ответа.
Sender hardware address (SHA) Физический адрес отправителя.
Sender protocol address (SPA) Логический адрес отправителя.
Targethardwareaddress (THA) Физический адрес получателя. Поле пусто при запросе.
Target protocol address (TPA) Логический адрес получателя.
3 Ключевые вопросы
Дайте определение сегменту сети.
По Вашему мнению, с какой целью разбивают сети на сегменты?
Как Вы понимаете логическое и физическое разделение сети на сегменты? В чем выражается?
Дайте определение маршрутизатора.
Опишите принцип работы маршрутизатора. Какие его основные функции?
Что такое метрика?
Каково назначение таблицы маршрутизации? Какие способы составления таблиц Вы знаете?
Какие правила передачи данных между сетевыми объектами Вы знаете на третьем уровне?
Для чего необходим протокол IP?
Дайте определение ІP-пакета.
Для чего необходим протокол ARP и RARP?