✅ Протокол разрешения адресов - Полное руководство по ARP

Введение в протокол разрешения адресов

Введение в протокол разрешения адресов

Протокол разрешения адресов также известен как ARP. Он сопоставляет логический адрес с физическим адресом. Другими словами, мы можем сказать, что протокол разрешения адресов принимает логический адрес из протокола IP, а затем сопоставляет этот адрес с соответствующим физическим адресом и затем передает его на уровень канала передачи данных.

Формат пакета протокола разрешения адресов

В следующих таблицах представлен формат пакета ARP:

Формат пакета ARP показан следующим образом:

Тип оборудования: это 16-разрядное поле, определяющее тип сети, в которой работает протокол разрешения адресов.
Тип протокола: это 16-битное поле, определяющее тип протокола. Например, для протокола IPv4 это поле содержит 0800 баз 16.
Аппаратная длина: это 8-битное поле, которое определяет длину физического адреса в байтах.
Длина протокола: это 8-битное поле, которое определяет длину логического адреса в байтах.
Операции: это 16-битное поле, которое определяет типы пакетов. Существует два типа пакетов ARP request (1) и ARP reply (2).
Аппаратный адрес отправителя. Это поле переменной длины, которое определяет физический адрес отправителя.
Адрес протокола отправителя: это поле переменной длины, которое определяет логический адрес отправителя.
Целевой аппаратный адрес: это поле переменной длины, которое определяет физический адрес получателя.
Адрес целевого протокола: это поле переменной длины, которое определяет логический адрес получателя.

Операции протокола разрешения адресов

В этом разделе мы рассмотрим процесс ARP и четыре разных случая, когда хост или маршрутизатор должны использовать протокол разрешения адресов.

Процесс ARP

Ниже приведен список шагов, вовлеченных в процесс ARP:

Шаг 1: отправитель знает IP-адрес получателя.

Шаг 2: Интернет-протокол просит ARP создать сообщение запроса ARP, которое содержит такую информацию, как физический адрес отправителя, поле физического адреса получателя заполнено нулями, IP-адрес отправителя и IP-адрес получателя.

Шаг 3: сообщение запроса ARP отправляется на канальный уровень, где сообщение инкапсулируется во фрейм с использованием физического адреса отправителя в качестве адреса источника и широковещательного адреса в качестве адреса назначения.

Шаг 4: Каждый хост получает кадр, потому что кадр содержит широковещательный адрес назначения. Все хосты сверяют адрес со своим адресом. Если совпадение найдено, пакет отбрасывается на этот хост, в противном случае он переходит к протоколу разрешения адресов.

Шаг 5: После получения ответа целевого хоста пакета с ответным сообщением ARP, которое содержит целевой физический адрес. Сообщение на этом шаге является одноадресным.

Шаг 6: Когда отправитель получает ответное сообщение от цели, он знает физический адрес цели.

Шаг 7: Теперь IP-датаграмма переносит данные для целевого компьютера, которые инкапсулируются и отправляют в одноадресной форме в пункт назначения.

Четыре разных случая

Ниже приведен список из четырех случаев, когда могут использоваться службы протокола разрешения адресов.

Дело 1:

Из рисунка выше видно, что отправитель является хостом и хочет отправить пакет другому хосту, который находится в той же сети. В этом случае сопоставление логического адреса с физическим адресом IP-адреса назначения должно быть в заголовке дейтаграммы.

Случай 2:

Как видно на рисунке выше, отправитель является хостом и хочет отправить пакет другому хосту, который находится в другой сети. В этом случае хост отправителя просматривает таблицу маршрутизации, чтобы найти IP-адрес следующего хоста для получателя. IP-адрес хоста становится логическим адресом, который должен быть сопоставлен с физическим адресом. Если у узла отправителя нет таблицы маршрутизации, он смотрит на IP-адрес узла по умолчанию.

Случай 3:

Как видно на рисунке выше, отправителем является маршрутизатор, который получил дейтаграмму для другого хоста, который находится в другой сети. В этом случае маршрутизатор просматривает таблицу маршрутизации и находит IP-адрес следующего маршрутизатора. IP-адрес маршрутизатора становится логическим адресом, который должен быть сопоставлен с физическим адресом.

Дело 4:

Как видно на рисунке выше, отправителем является маршрутизатор, который получил дейтаграмму для другого хоста, который находится в той же сети. В этом случае IP-адрес дейтаграммы становится логическим адресом, который должен быть сопоставлен с физическим адресом.

Пакет протокола разрешения адресов

Пакет протокола разрешения адресов состоит из пяти компонентов:

Таблица 1.Cache

2.Queues

3. Выходной модуль 4

4. Входной модуль

5. Кэш-модуль управления.

Ниже приведена схема пакета протокола разрешения адресов

Давайте подробно обсудим компоненты пакета ARP.

1. Кеш-таблица в ARP

Когда хост получает соответствующий физический адрес дейтаграммы IP, таблица Cache сохраняет этот физический адрес в своей таблице. Хранение физического адреса в таблице кеша ограничено определенным периодом времени, а не неограниченным временем. Кеш-таблица состоит из массива записей. Каждая запись имеет следующее упомянутое поле.

Состояние: показывает состояние каждой записи. Состояние может быть свободным, разрешенным или ожидающим. Свободное состояние означает, что время для въезда истекло. Это пространство выделено для новой записи. Разрешенное состояние означает, что запись завершена. Запись имеет физический адрес назначения. Пакеты, ожидающие отправки в этот пункт назначения, могут использовать информацию в записи. Состояние ожидания означает, что запрос на вход был заявлен и ожидает ответа.
Тип оборудования: определяет тип сети, в которой работает пакет ARP.
Тип протокола: определяет тип протокола, на котором работает пакет ARP.
Аппаратная длина: определяет длину физического адреса.
Длина протокола: определяет длину логического адреса.
Аппаратный адрес : показывает физический адрес назначения.
Адрес протокола: показывает логический адрес назначения.
Номер интерфейса: это номер интерфейса, который маршрутизатор использует для соединения с другой сетью.
Номер очереди: Протокол разрешения адресов использует номер очереди, чтобы ставить в очередь пакеты, ожидающие разрешения адреса.
Тайм-аут: показывает время жизни каждой записи в секунду.
Попытки: показывает количество раз, когда запрос ARP был отправлен для каждой записи.

2. Очереди

Протокол разрешения адресов содержит набор очередей для пункта назначения, то есть одну очередь для каждого пункта назначения для хранения пакета IP, в то время как протокол разрешения адресов разрешает физический адрес. Модуль вывода отправляет неразрешенные пакеты в соответствующие очереди.

3. Модуль вывода

Выходная модель ожидает IP-пакетов. Как только пакет IP получен, он проверяет таблицу кеша, чтобы найти соответствующий IP-адрес пункта назначения, присутствующего в пакете. IP-адрес назначения пакета должен совпадать с адресом протокола записи.
Если совпадающая запись находит и состояние записи RESOLVED, то пакет с аппаратным адресом назначения передается на уровень канала передачи данных для передачи.
Если найдены соответствующие записи и состояние записи PENDING, то пакет ожидает, пока не будет найден аппаратный адрес пункта назначения.
Если соответствующая запись не найдена, модуль вывода создает очередь и ставит в очередь пакет. Он создает новую запись и дает состояние PENDING и устанавливает попытки 1. Он передает пакет запроса ARP для адреса назначения.

4. Модуль ввода

Модуль ввода ожидает пакет протокола разрешения адресов. Как только пакет разрешения адресов прибывает, он проверяет запись, соответствующую пакету разрешения адресов, в таблице денежных средств. Адрес протокола цели должен совпадать с адресом протокола записи.
Если соответствующая запись найдена и состояние записи RESOLVED, модуль ввода обновляет запись и поле времени. Запись обновлена, поскольку возможны изменения в аппаратном адресе.
Если соответствующая запись найдена и состояние записи равно PENDING, модуль ввода обновляет запись, копируя аппаратный адрес цели в поле аппаратного адреса записи и обновляя поле состояния до RESOLVED. Также обновляется поле тайм-аута записи.
Если соответствующая запись не найдена, модуль ввода создает новую запись и добавляет ее в таблицу. Он обновляет поле состояния на RESOLVED и поле времени записи.
Затем модуль ввода проверяет, является ли полученный ARP-пакет ответом или запросом. Если это запрос ARP, модуль ввода немедленно создает ответ ARP и отправляет его отправителю. Пакет ответа ARP создается путем изменения значения пакета с запроса на ответ.

5. Модуль управления кешем

Модуль управления кешем поддерживает таблицу кеша. Периодически проверяется запись в таблице кэша, т. Е. Пять секунд.
Если поле состояния записи БЕСПЛАТНО, оно проверяет другую запись.
Если в поле состояния записи указано PENDING, модуль управления кэш-памятью увеличивает значение поля попытки на 1. Затем он проверяет значение поля попытки. Если значение поля попытки превышает максимально допустимый предел, оно обновляет поле состояния до СВОБОДНОГО и уничтожает соответствующую очередь.
Если поле состояния записи RESOLVED, модуль управления кэшем уменьшает значение поля outfield времени на 1. Затем он проверяет значение поля outfield времени. Если значение time outfield меньше или равно нулю, оно обновляет поле состояния входа на FREE и уничтожает соответствующую очередь.

Вывод

В этой статье мы увидели, что такое протокол разрешения адресов, формат пакетов в ARP и его работа с изображениями и пояснениями в подтемах для лучшего понимания.

Протокол разрешения адресов - Полное руководство по ARP

Введение в протокол разрешения адресов