Protocoale de Rețea ARP și RARP

PROTOCOLUL ARP – Address Resolution Protocol

Pentru ca două dispozitive dintr-o reţea locală să poată comunica, dispozitivul care transmite trebuie să cunoască atât adresa MAC, cât şi adresa IP a dispozitivului destinaţie. Atunci când se doreşte comunicarea cu un dispozitiv a cărui adresă IP este cunoscută, trebuie aflată adresa sa MAC. Suita de protocoale TCP/IP dispune de un protocol, numit ARP, care poate obţine în mod automat adresa MAC a unei staţii cu un IP cunoscut.

Există o multitudine de moduri în care nodurile din reţea pot determina adresa MAC pe care o vor folosi ca adresă destinaţie în încapsularea de nivel 2. Fiecare staţie va ţine o tabelă cu toate adresele IP şi MAC ale calculatoarelor din aceeaşi reţea locală. Aceste tabele se numesc tabele ARP şi cu ajutorul lor se mapează adrese IP la adrese MAC. Tabelele ARP sunt reţinute în RAM, ceea ce înseamnă că trebuie refăcute la fiecare rebootare a staţiei.

Administratorul de reţea poate modifica manual intrările din această tabela prin mijloace puse la dispoziţie de către sistemul de operare, însă aceste modificari sunt complet excepţionale şi în marea majoritate a cazurilor, tabelele sunt gestionate exclusiv de către dispozitivul care le menţine.

Cereri ARP

Când un calculator sursă află adresa IP a destinatiei cu care doreşte să comunice, va căuta adresa de MAC a acestuia în tabela ARP proprie. Dacă nu poate găsi adresa în această tabelă, staţia va iniţia o procedură numită cerere ARP. Un pachet special de cerere ARP este trimis prin broadcast de adresa MAC (ff-ff-ff-ff-ff-ff ) în reţeaua locală pentru a fi recepţionat de toate dispozitivele. Datorită faptului că pachetul a fost trimis pe adresa de broadcast, toate staţiile din reţeaua locală îl vor primi şi îl vor trimite nivelului reţea pentru a fi analizat. Dacă adresa IP a dispozitivului corespunde adresei destinaţie din pachet, dispozitivul va răspunde. În caz contrar, pachetul este ignorat.

Sursa nu ştie adresa MAC a destinaţiei, dar îi ştie adresa IP. Cadrul cu cererea ARP este trimis prin broadcast MAC tuturor staţiilor din reţeaua locală.

Realizarea broadcastului de nivel 2 înseamnă că se setează adresa destinaţie din cadrul headerului adăugat de către nivelul legatură de date în procesul de încapsulare la valoarea ff-ff-ff-ff-ff-ff. Ori de câte ori o staţie primeşte un cadru în care adresa destinaţie are această valoare, acest cadru este tratat ca şi cum ar fi fost destinat staţiei care l-a primit şi este deci trimis mai departe nivelului reţea. Acest mecanism ne asigură că orice pachet de broadcast de nivel 2 va fi recepţionat şi transmis nivelului reţea de către toate staţiile la care ajunge.

Cadrul ARP

Figura 1 Headerul cadrului protocolului ARP

Pachetele de cerere ARP au un format special, a cărui structură este prezentată în figura de mai sus. Un astfel de pachet are o dimensiune a header-ului de 28 de octeţi şi conţine, în afară de informaţiile adăugate la încapsulare de nivelurile legătură de date şi reţea, doar informatiile necesare recunoaşterii faptului că este o cerere ARP.

Toate dispozitivele din segmentul local de reţea vor investiga cadrul şi vor verifica dacă adresa proprie de IP este aceeaşi cu adresa IP destinaţie.

Figura 2 Schema simplificată

Pentru că pachetul este trimis având ca adresă destinaţie adresa de broadcast pe adrese MAC, toate staţiile din reţeaua locală îl primesc şi îl analizează. Nivelul reţea verifică adresa IP destinaţie înscrisă în headerul IP şi o compară cu adresa proprie