ARP được hiểu là một phương pháp phân giải địa chỉ động giữa địa chỉ lớp network với địa chỉ lớp datalink. Và để giúp những bạn hiểu rõ hơn về ARP là gì ? Thiết bị gửi sử dụng ARP để dịch địa chỉ IP sang địa chỉ MAC. Thiết bị sẽ gửi một request ARP có chứa địa chỉ IP của thiết bị nhận. Tất cả thiết bị trên đoạn local network sẽ thấy thông điệp này, nhưng chỉ thiết bị có địa chỉ IP chứa trong request mới phản hồi lại với thông điệp mà chứa địa chỉ MAC của nó. Thiết bị gửi khi đó sẽ có đủ thông tin để gửi packet tới thiết bị nhận .
1. Đặt vấn đề
Trong một mạng lưới hệ thống mạng máy tính, có 2 địa chỉ được gán cho máy tính là :
Địa chỉ logic : là địa chỉ của những giao thức mạng như IP, IPX, … Loại địa chỉ này chỉ mang đặc thù tương đói, hoàn toàn có thể biến hóa theo sự thiết yếu của người dùng. Các địa chỉ này thường được phân thành 2 phần riêng không liên quan gì đến nhau là phần địa chỉ mạng và phần địa chỉ máy. Cách đánh địa chỉ như vậy nhắm giúp cho việc tìm ra những đường liên kết từ mạng lưới hệ thống mạng này sang mạng lưới hệ thống mạng khác thuận tiện hơn. Bạn đang xem : Giao thức arp là gì
Địa chỉ vật lý: hay còn gọi là địa chỉ MAC – Medium Access Control address là địa chỉ 48 bit, dùng để định danh duy nhất do nhà cung cấp gán cho mỗi thiết bị. Đây là loại địa chỉ phẳng, không phân lớp, nên rất khó dùng để định tuyến.Bạn đang xem: Giao thức arp là gì
Trên thực tiễn, những card mạng ( NIC ) chỉ hoàn toàn có thể liên kết với nhau theo địa chỉ MAC, địa chỉ cố định và thắt chặt và duy nhất của phần cứng .
Bạn đang xem :
=> Do vậy phải có một chính sách để ánh xạ địa chỉ logic – lớp 3 sang địa chỉ vật lý – lớp 2 để những thiết bị hoàn toàn có thể tiếp xúc với nhau .
Từ đó, ta có giao thức phân giải địa chỉ ARP – Address Resolution Protocol xử lý yếu tố trên .
2. ARP là gì?
– ARP là phương pháp phân giải địa chỉ động giữa địa chỉ lớp network và địa chỉ lớp datalink. Quá trình triển khai bằng cách : một thiết bị IP trong mạng gửi một gói tin local broadcast đến toàn mạng nhu yếu thiết bị khác gửi trả lại địa chỉ phần cứng ( địa chỉ lớp datalink ) hay còn gọi là Mac Address của mình .
– ARP là giao thức lớp 2 – Data link layer trong quy mô OSI và là giao thức lớp Link layer trong quy mô TCP / IP .
– Ban đầu ARP chỉ được sử dụng trong mạng Ethernet để phân giải địa chỉ IP và địa chỉ MAC. Nhưng ngày này ARP đã được ứng dụng thoáng đãng và dùng trong những công nghệ tiên tiến khác dựa trên lớp hai .
2. Cấu trúc bản tin ARPKích thước bản tin ARP là 28 byte, được đóng gói trong frame Ethernet II nên trong quy mô OSI, ARP được coi như là giao thức lớp 3 cấp thấp .
Cấu trúc bản tin ARP được diễn đạt như hình sau :
Hardware type :
Xác định kiểu bộ tiếp xúc phần cứng cần biết .
Xác định với kiểu Ethernet giá trị 1 .
Protocol type :
Xác định kiểu giao thức cấp cao ( layer 3 ) máy gửi sử dụng để tiếp xúc .
Giao thức dành cho IP có giá trị 0x0800 .
Hardware address length : Xác định độ dài địa chỉ vật lý ( tính theo đơn vị chức năng byte ). Địa chỉ MAC nên giá trị của nó sẽ là 6 .
Protocol address length : Xác định độ dài địa chỉ logic được sử dụng ở tầng trên ( layer 3 ). Tùy thuộc vào IP sử dụng mà có giá trị khác nhau, hiện tại IPv4 được sử dụng thoáng rộng nên trường này sẽ có giá trị là 4 ( byte ) .
Operation code : Xác định loại bản tin ARP mà máy gửi gửi. Có một số ít giá trị thông dụng :
1 : bản tin ARP request .
2 : bản tin ARP rely .
3 : bản tin RARP request .
4 : bản tin RARP reply .
Sender hardware address ( SHA ) : Xác định địa chỉ MAC máy gửi .
Trong bản tin ARP request : trường này xác lập địa chỉ MAC của host gửi request .
Trong bản tin ARP reply : trường này xác lập địa chỉ MAC của máy host mà máy gửi bên trên muốn tìm kiếm .
Sender protocol address ( SPA ) : Xác định địa chỉ IP máy gửi .
Target hardware address ( THA ) : Xác định địa chỉ MAC máy nhận mà máy gửi cần tìm .
Trong bản tin ARP request : Trường này chưa được xác lập ( nên sẽ để giá trị là : 00:00:00 : 00:00:00 )
Trong bản tin ARP reply : Trường này sẽ điền địa chỉ của máy gửi bản tin ARP request .
3. Cách thức hoạt động của ARP
3.1. Hoạt động của ARP trong mạng LAN
Bước 1 : Máy gửi kiểm tra cache của mình. Nếu đã có thông tin về sự ánh xạ giữa địa chỉ IP và địa chỉ MAC thì chuyển sang Bước 7 .
Bước 2 : Máy gửi khởi tạo gói tin ARP request với địa chỉ SHA và SPA là địa chỉ của nó, và địa chỉ TPA là địa chỉ IP của máy cần biết MAC. ( Trường THA để giá trị toàn 0 để biểu lộ là chưa tìm được địa chỉ MAC )
Bước 3: Gửi quảng bá gói tin ARP trên toàn mạng (Địa chỉ MAC đích của gói tin Ethernet II là địa chỉ MAC quảng bá ff:ff:ff:ff:ff:ff).
Bước 4 : Các thiết bị trong mạng đều nhận được gói tin ARP request. Gói tin được giải quyết và xử lý bằng cách những thiết bị đều nhìn vào trường địa chỉ Target Protocol Address .
Thiết bị với IP trùng với IP trong trường Target Protocol Address sẽ khởi đầu quy trình khởi tạo gói tin ARP Reply bằng cách lấy những trường Sender Hardware Address và Sender Protocol Address trong gói tin ARP nhận được đưa vào làm Target trong gói tin gửi đi. Đồng thời thiết bị sẽ lấy địa chỉ MAC của mình để đưa vào trường Sender Hardware Address. Đồng thời cập nhất giá trị ánh xạ địa chỉ IP và MAC của máy gửi vào bảng ARP cache của mình để giảm thời hạn giải quyết và xử lý cho những lần sau .
Xem thêm :
Bước 5 : Thiết bị đích khởi đầu gửi gói tin Reply đã được khởi tạo đến thiết bị nguồn vừa gửi bản tin ARP request. Gói tin reply là gói tin gửi unicast .
Bước 6 : Thiết bị nguồn nhận được gói tin reply và giải quyết và xử lý bằng cách lưu trường Sender Hardware Address trong gói reply như địa chỉ phần cứng của thiết bị đích cần tìm .
Bước 7 : Thiết bị nguồn update vào ARP cache của mình giá trị tương ứng giữa địa chỉ IP và địa chỉ MAC của thiết bị đích. Lần sau sẽ không còn cần tới ARP request .
3.2. Hoạt động của ARP trong môi trường liên mạng
Hoạt động của ARP trong một thiên nhiên và môi trường phức tạp hơn đó là hai mạng lưới hệ thống mạng gắn với nhau trải qua một Router .
Do những broadcast lớp MAC không hề truyền qua Router nên khi đó máy A sẽ xem Router C như một cầu nối hay một trung gian ( Agent ) để truyền tài liệu. Trước đó, máy A sẽ biết được địa chỉ IP của Router C ( địa chỉ Gateway ) và biết được rằng để truyền gói tin tới B phải đi qua C .
Để tới được router C thì máy A phải gửi gói tin tới port X của router C ( là gateway trong LAN A ). Quy trình truyền tài liệu được diễn đạt như sau :
Máy A gửi ARP request để tìm MAC của port X .
Router C vấn đáp, phân phối cho A địa chỉ MAC của port X .
Máy A truyền gói tin tới port X của router C ( với địa chỉ MAC đích là MAC của port X, IP đích là IP máy B ) .
Router C nhận được gói tin của A, forward ra port Y. Trong gói tin có chứa địa chỉ IP máy B, router C sẽ gửi ARP request để tìm MAC của máy B .
Trên thực tiễn ngoài dạng bảng định tuyến này người ta còn dùng chiêu thức proxy ARP ( sẽ khám phá phần sau ), trong đó có một thiết bị đảm nhiệm trách nhiệm phân giải địa chỉ cho tổng thể những thiết bị khác. Theo đó những máy trạm không cần giữ bảng định tuyến nữa Router C sẽ có trách nhiệm triển khai, vấn đáp tổng thể những ARP request của toàn bộ những máy .
4. Các bản tin ARP và ARP Caching
4.1. Các bản tin ARP
ARP probe : Đây là loại bản tin ARP dùng để máy thăm dò xem địa chỉ mà máy được cấp phép ( thông số kỹ thuật manual hoặc DHCP, … ) có bị trùng với địa chỉ IP của máy nào trong cùng mạng hay không. Khi mới bắt đầu, những máy đều triển khai broadcast bản tin ARP này .
Bản tin này có cấu trúc địa chi IP của máy gửi là 0.0.0. 0 ( biểu lộ máy gửi bản tin này chưa xác lập IP, đồng thời cũng là để những máy khác trong mạng không update MAC của máy vào ARP caching – vì nó chưa được gán IP đơn cử nào )
Địa chỉ MAC đích là 00:00:00 : 00:00:00
Địa chỉ IP đích là địa chỉ IP mà máy gửi được cấp phép .
Thông thường bản tin ARP request này sẽ không có reply .
ARP announcements : ARP cũng sử dụng một cách đơn thuần để thông tin tới những máy trong mạng khi địa chỉ IP hoặc địa chỉ MAC của nó biến hóa. Đó chính là bản tin gratuitous ARP
Bản tin Gratuitous ARP được gửi broadcast request trong mạng với địa chỉ MAC và IP máy gửi là địa chỉ sau khi đổi khác .
Địa chỉ MAC đích là 00.00.00. 00.00.00. Địa chỉ IP đích là chính nó. Điều này bảo vệ những máy trong mạng khi nhận được bản tin này sẽ chỉ update địa chỉ MAC và IP của máy gửi vào trong ARP caching của mình => không có bản tin reply cho bản tin này .
ARP request : Là bản tin ARP request mà máy gửi gửi broadcast để tìm địa chỉ MAC của máy nhận .
Địa chỉ MAC và IP gửi là địa chỉ của máy gửi .
Địa chỉ MAC nhận được set là 0 hết .
Địa chỉ IP nhận là địa chỉ IP của máy cần tìm .
ARP reply : Là bản tin mà máy nhận sau khi nhận được ARP request sẽ đóng gói lại MAC của mình và gửi bản tin reply về cho máy gửi .
Nó sẽ đóng gói là địa chỉ IP và MAC của mình vào địa chỉ SHA và PHA .
Địa chỉ mà máy gửi gửi tới nó sẽ được đóng gói và phần địa chỉ THA và TPA .
Gửi bản tin unicast .
4.2. ARP Caching
ARP là một giao thức phân giải địa chỉ động. Quá trình gửi gói tin Request và Reply sẽ tiêu tốn băng thông mạng. Chính thế cho nên càng hạn chế tối đa việc gửi gói tin Request và Reply sẽ càng góp thêm phần làm tăng năng lực họat động của mạng .
=> Từ đó sinh ra nhu cầu của ARP Caching.
Xem thêm :
ARP Cache có dạng giống như một bảng tương ứng giữa địa chỉ hardware và địa chỉ IP .
( Trong Window : dùng câu lệnh arp – a trong Command Prompt để show ra ARP cache trong máy )
