Uzyskiwanie adresu IP
Protokół odwzorowania adresów ARP (Address Resolution Protocol)

W przypadku sieci TCP/IP pakiet danych musi zawierać zarówno adres MAC, jak i adres IP urządzenia docelowego. Pakiet nie zawierający jednego z nich nie zostanie przekazany z warstwy 3 do warstw wyższych. Dzięki temu adresy MAC i IP służą do wzajemnej kontroli. Gdy urządzenie określi adresy IP urządzeń docelowych, może dodać do pakietów danych docelowe adresy MAC.

Niektóre urządzenia przechowują tablice zawierające adresy MAC i IP innych urządzeń podłączonych do tej samej sieci LAN. Tablice te nazywane są tablicami ARP. Przechowywane są one w pamięci RAM urządzenia, które automatycznie zarządza zapamiętanymi informacjami. Bardzo rzadko stosowane jest ręczne dodawanie przez użytkownika wpisów do tablicy ARP. Każde urządzenie w sieci utrzymuje własną tablicę ARP. Gdy urządzenie chce wysłać dane przez sieć, używa informacji zawartych w tej tablicy.

Gdy urządzenie źródłowe określi docelowy adres IP, przeszukuje tablicę ARP w celu znalezienia adresu MAC urządzenia docelowego. Jeżeli urządzenie źródłowe znajdzie pozycję w tablicy dla docelowego adresu IP i docelowego adresu MAC, skojarzy adres IP z adresem MAC i będzie ich używało do enkapsulacji danych. Pakiet danych może wówczas zostać przesłany poprzez medium sieciowe, po czym zostanie odebrany przez urządzenie docelowe.

Istnieją dwie metody zbierania przez urządzenia adresów MAC potrzebnych do enkapsulacji danych. Pierwszą metodą jest monitorowanie ruchu w lokalnym segmencie sieci.  Wszystkie stacje w sieci Ethernet analizują ruch, aby sprawdzić, czy dane są przeznaczone dla nich. Częścią tego procesu jest zapisywanie adresu IP i MAC źródła datagramu w tablicy ARP. Zatem podczas przesyłania danych przez sieć pary adresów są umieszczane w tablicy ARP. Innym sposobem pobrania tej pary adresów do transmisji danych jest rozgłoszenie żądania ARP.  

Komputer potrzebujący pary adresów IP i MAC rozgłasza żądanie ARP. Wszystkie urządzenia w sieci analizują to żądanie. Jeżeli jedno z urządzeń lokalnych będzie miało pasujący do żądania adres IP, wyśle odpowiedź ARP zawierającą parę adresów IP-MAC. W wypadku gdy adres IP należy do sieci lokalnej, a komputer nie istnieje lub jest wyłączony, nie pojawi się odpowiedź na żądanie ARP. W tej sytuacji urządzenie źródłowe zgłasza błąd. Jeżeli żądanie dotyczy innej sieci IP, można użyć innej metody.

Routery nie przekazują pakietów rozgłaszania. Jeżeli włączony jest mechanizm proxy ARP, router korzysta z niej. Protokół proxy ARP jest odmianą protokołu ARP. W tej odmianie router wysyła do hosta odpowiedź ARP z adresem MAC interfejsu, na którym otrzymał żądanie. Router odpowiada takim adresem MAC na żądania, których adres IP nie należy do zakresu adresów podsieci lokalnej.

Inną metodą wysyłania danych na adres urządzenia w innym segmencie sieci jest skonfigurowanie bramy domyślnej. Brama domyślna to opcja hosta umożliwiająca przechowywanie adresu IP interfejsu routera w konfiguracji hosta. Host źródłowy porównuje docelowy adres IP z własnym adresem, aby sprawdzić, czy oba adresy IP znajdują się w tym samym segmencie. Jeżeli host docelowy znajduje się w innym segmencie, host źródłowy wysyła dane, używając prawdziwego adresu IP urządzenia docelowego i adresu MAC routera. Adres MAC routera jest pobierany z tablicy ARP przy użyciu adresu IP routera.

Jeżeli w routerze nie skonfigurowano mechanizmu proxy ARP albo na hoście nie ustawiono bramy domyślnej, ruch sieciowy nie może opuścić sieci lokalnej. Jeden z tych dwóch warunków musi być spełniony, aby uzyskać połączenie z urządzeniami spoza sieci lokalnej.


Laboratorium

Ćwiczenie w laboratorium: Protokół ARP na stacji roboczej

W tym ćwiczeniu przedstawiany jest protokół ARP (Address Resolution Protocol) oraz polecenie arp –a.

Ćwiczenie interaktywne

Przeciągnij i upuść: Proces korzystania z protokołu ARP

Po wykonaniu tego ćwiczenia uczestnik kursu będzie umiał zidentyfikować poszczególne czynności wykonywane przez protokół ARP.

Łącza WWW