Протоколи arp, rarp, ip, icmp. Для чого використовується протокол arp?
Якщо машина обмінюється інформацією з іншим рівноцінним пристроєм в одній і тій же мережі, це з`єднання вимагає наявності фізичного чи MAC-адреси. Разом з тим додаток, що відповідає за зв`язок, вимагає використання будь-якого механізму, здатного зв`язати IP-адреса з MAC-адресою.
Цей механізм здійснюється за допомогою протоколів дозволу адрес (ARP). Завдяки їм відбувається трансляція IP-адреси вузла призначення, який інформує джерело MAC-адреси. Таким чином, протоколи ARP сприяють зв`язку двох пристроїв при їх одночасному підключенні до мережі.
Як це працює?
Це означає, що кожен раз, коли машина А хоче послати пакети даних машині B, A повинна послати пакет ARP для запиту MAC-адреси B. Разом з тим це неминуче призведе до збільшення навантаження на мережу і обваження трафіку.
Для того щоб зменшити трафік і витрати на підключення до мережі, комп`ютери, що використовують ARP-протокол, підтримують кеш недавно придбаних адрес прив`язки IP_to_MAC, тобто вони не повинні використовувати ARP повторно.
Разом з тим деякі уточнення ARP можливі: коли машина А хоче послати дані машині B, можливо, що B збирається посилати відповідні дані А в найближчому майбутньому. Тому, щоб уникнути використання ARP для машини B, A повинна зберегти його сполучний адреса IP_to_MAC в спеціальному пакеті при запиті на MAC-адресу B. Оскільки A передає свій первісний запит на MAC-адресу B, кожна машина в мережі повинна отримувати і зберігати в своєму кеші адреса IP_to_MAC.
Коли пристрій перебуває в мережі (наприклад, якщо операційна система перезавантажується), воно може транслювати адресу зв`язування так, що всі інші машини можуть зберегти його в своїх настройках. Це дозволить не використовувати повторно протоколи ARP, які могли б знадобитися при підключенні інших нових пристроїв.
Приклад відображення використання протоколу дозволу адрес
Можна розглянути сценарій, коли комп`ютер намагається зв`язатися з деякими віддаленими пристроями, і раніше ніякого обміну IP між ними не здійснювалося. Саме тому повинен бути застосований ARP-протокол - щоб визначити MAC-адресу віддаленої машини.
Повідомлення запиту ARP (який йде від IP-адреси A.A.A.A до B.B.B.B) транслюється по локальній мережі з типом протоколу Ethernet. Протоколи ARP лунають із боку всіх машин, крім цільової, яка направляє відповідне повідомлення на запит. Ця відповідь містить в собі IP-адреса B.B.B.B, тобто апаратний адресу джерела Ethernet, після чого буде налагоджений зв`язок між пристроями.
Протокол ARP і його призначення - висновки
Як можна побачити з опису вище, протокол дозволу адрес використовується для налагодження взаємодії між різними пристроями в мережі. Іншими словами, це технологія, без якої нормальне підключення не представляється можливим. Але чи можлива робота протоколу ARP без інших параметрів мережі? Безумовно, неможлива. Тому слід розглянути інші протоколи, які відіграють важливу роль.
Відео: Протокол ARP | курс "Комп`ютерні мережі"
Протокол відновлення зворотної адреси
RARP є протоколом, за яким фізичний комп`ютер в локальній мережі може запросити свій IP-адресу з таблиці Address Resolution Protocol або кеш-сервера шлюзу. Адміністратор мережі створює таблицю в шлюзі або маршрутизаторі локальної мережі, яка відображає фізичну адресу машини (або адресу управління доступом до середовища - MAC) щодо відповідного протоколу. Коли новий пристрій підключається до мережі, його RARP-клієнт створює на сервері запит для відправки його IP-адреси. Припускаючи, що запис було створено в таблиці маршрутизатора, сервер RARP повертає IP-адреса на машину, яка може зберігати його для подальшого використання. Таким чином, протокол дозволу адрес ARP безперервно пов`язаний з RARP.
детальний механізм
І машина, яка видає запит, і сервер, який відповідає на нього - все вони використовують фізичні мережні адреси під час сеансу зв`язку. Як правило, запитує, сторона не знає фізичну адресу. Таким чином, запит транслюється на всі машини в мережі. Потім запитує, сторона повинна ідентифікувати себе по відношенню до сервера. Для цього може бути використаний серійний номер CPU або фізичну адресу мережевої машини. При цьому використання фізичної адреси в якості унікального ідентифікатора має дві переваги.
Ці адреси завжди доступні і не повинні бути пов`язані в коді початкового завантаження.
Оскільки ідентифікує інформація залежить від мережі, а не від постачальника CPU, всі машини по даній мережі матиме унікальні ідентифікатори.
Дія RARP в часі
Так як RARP використовує фізичну мережу безпосередньо, ніяке інше програмне забезпечення протоколу не буде відповідати на запит або ретранслювати його. Програмне забезпечення RARP має одноосібно впоратися з цими завданнями. Деякі робочі станції, які покладаються на RARP для завантаження, можуть неодноразово повторювати спробу невизначений час, поки не отримають відповіді. Інші реалізації мають відмова після декількох спроб, щоб уникнути перевантаження мережі непотрібними трансляціями.
Протоколи IP / ICMP / ARP
Протокол ICMP пов`язує механізм, шлюзи і хости, які використовуються для управління з`єднанням або отримання звіту про помилки. Інтернет-протокол забезпечує сигнал, що йде від шлюзу до шлюзу, поки не досягне точки, яка може доставити його безпосередньо в кінцевий пункт призначення. Якщо шлюз не може направляти або доставляти дані, або ж він виявляє таке незвичайне стан, як перевантаження мережі, він повинен видати повідомлення про це, щоб вжити заходів, що дозволяють уникнути або виправити цю проблему.
Протокол інтернет-контролю повідомлень (ICMP) дозволяє шлюзів здійснювати передачу помилок або керувати повідомленнями для інших шлюзів або хостів. Таким чином, ICMP забезпечує зв`язок між протоколами Інтернет на обох з`єднуються комп`ютерах.
Цей спеціальний механізм був доданий розробниками на додаток до TCP / IP-протоколів. Він дозволяє використовувати шлюзи в Інтернеті, щоб повідомити про помилки або надати інформацію про надзвичайні обставини. Сам по собі IP-протокол не містить нічого, що може допомогти перевірити зв`язок з відправником або дізнатися про збої.
Протоколи TCP / IP
TCP / IP-протоколи надають кошти, здатні допомогти мережевим адміністраторам або користувачам ідентифікувати проблеми мережі. Один з найбільш часто використовуваних інструментів налагодження викликає запит ICMP і отримує відповідь. У той же час хост або шлюз посилає луну-повідомлення із запитом ICMP на вказану адресу. Будь-яка машина, яка отримує луна-запит, формулює відгук і повертає до вихідного відправнику. При цьому відповідь містить копію даних, що передаються в запиті, а також пов`язаний з ними відгук.
Цей протокол може бути використаний для перевірки того, чи доступний адресат і чи можлива з ним зв`язок. У свою чергу, протоколи ARP - це апаратні засоби, використовувані в додаток до TCP / IP і необхідні для здійснення коректної зв`язку між пристроями в мережі.
