Пратаколы ARP, RARP, IP, ICMP. Для чаго выкарыстоўваецца пратакол ARP?

Калі машына абменьваецца інфармацыяй з іншым раўнацэнным прыладай у адной і той жа сеткі, гэта злучэнне патрабуе наяўнасці фізічнага або MAC-адрасы. Разам з тым прыкладанне, якое адказвае за сувязь, патрабуе выкарыстання якога-небудзь механізму, здольнага звязаць IP-адрас з MAC-адрасам.

Гэты механізм ажыццяўляецца з дапамогай пратаколаў дазволу адрасоў (ARP). Дзякуючы ім адбываецца трансляцыя IP-адрасы вузла прызначэння, які інфармуе крыніца MAC-адрасы. Такім чынам, пратаколы ARP спрыяюць сувязі двух прылад пры іх адначасовым падключэнні ў сетку.

Як гэта працуе?

Гэта азначае, што кожны раз, калі машына А хоча паслаць пакеты дадзеных машыне B, A павінна паслаць пакет ARP для запыту MAC-адрасы B. Разам з тым гэта непазбежна прывядзе да павелічэння нагрузкі на сетку і пацяжэння трафіку.

Для таго каб паменшыць трафік і выдаткі на сеткавыя падлучэння, кампутары, якія выкарыстоўваюць ARP-пратакол, падтрымліваюць кэш нядаўна набытых адрасоў прывязкі IP_to_MAC, гэта значыць яны не павінны выкарыстоўваць ARP паўторна.

Разам з тым некаторыя ўдакладненні ARP магчымыя: калі машына А хоча паслаць дадзеныя машыне B, магчыма, што B збіраецца пасылаць ў адказ дадзеныя А ў найбліжэйшай будучыні. Таму, каб пазбегнуць выкарыстання ARP для машыны B, A павінна захаваць яго злучны адрас IP_to_MAC ў спецыяльным пакеце пры запыце на MAC-адрас B. Так як A перадае свой першапачатковы запыт на MAC-адрас B, кожная машына ў сетцы павінна здабываць і захоўваць у сваім кэшы адрас IP_to_MAC.

Калі прылада знаходзіцца ў сеткі (напрыклад, калі аперацыйная сістэма перазагружаецца), яно можа трансляваць адрас звязвання так, што ўсе іншыя машыны могуць захаваць яго ў сваіх настаўленнях. Гэта дазволіць не выкарыстоўваць паўторна пратаколы ARP, якія маглі б спатрэбіцца пры падключэнні іншых новых прылад.

Прыклад адлюстравання выкарыстання пратаколу дазволу адрасоў

Можна разгледзець сцэнар, калі кампутар спрабуе звязацца з некаторымі выдаленымі прыладамі, і раней ніякага абмену IP паміж імі не ажыццяўлялася. Менавіта таму павінен быць ужыты ARP-пратакол - каб вызначыць MAC-адрас выдаленай машыны.

Паведамленне запыту ARP (які ідзе ад IP-адрасы AAAA да BBBB) транслюецца па лакальнай сеткі з тыпам пратаколу Ethernet. Пратаколы ARP зыходзяць ад усіх машын, акрамя мэтавай, якая накіроўвае ў адказ на запыт. Гэты адказ ўтрымлівае ў сабе IP-адрас BBBB, г.зн. апаратны адрас крыніцы Ethernet, пасля чаго будзе наладжана сувязь паміж прыладамі.

Пратакол ARP і яго прызначэнне - высновы

Як можна ўбачыць з апісання вышэй, пратакол дазволу адрасоў выкарыстоўваецца для наладкі ўзаемадзеяння паміж рознымі прыладамі ў сеткі. Іншымі словамі, гэта тэхналогія, без якой нармальнае падключэнне не ўяўляецца магчымым. Але ці магчымая праца пратаколу ARP без іншых параметраў сеткі? Вызначана, немагчымая. Таму варта разгледзець іншыя пратаколы, якія граюць важную ролю.

Пратакол аднаўлення зваротнага адрасу

RARP з'яўляецца пратаколам, па якім фізічны кампутар у лакальнай сеткі можа запытаць свой IP-адрас з табліцы Address Resolution Protocol або кэш-сервера шлюза. Адміністратар сеткі стварае табліцу ў шлюзе або маршрутызатары лакальнай сеткі, якая адлюстроўвае фізічны адрас машыны (або адрас кіравання доступам да асяроддзя - MAC) адносна адпаведнага пратаколу. Калі новае прылада падключаецца ў сетку, яго RARP-кліент стварае на сэрвэры запыт для адпраўкі яго IP-адрасы. Мяркуючы, што рахунак быў створаны ў табліцы маршрутызатара, сервер RARP вяртае IP-адрас на машыну, якая можа захоўваць яго для далейшага выкарыстання. Такім чынам, пратакол дазволу адрасоў ARP бесперапынна звязаны з RARP.

дэталёвы механізм

І машына, якая выдае запыт, і сервер, які адказвае на яго - усе яны выкарыстоўваюць фізічныя сеткавыя адрасы падчас сеансу сувязі. Як правіла, Запытаная бок не ведае фізічны адрас. Такім чынам, запыт транслюецца на ўсе машыны ў сеткі. Затым Запытаная бок павінен ідэнтыфікаваць сябе ў адносінах да сервера. Для гэтага можа быць выкарыстаны серыйны нумар CPU або фізічны адрас сеткавай машыны. Пры гэтым выкарыстанне фізічнага адрасы ў якасці унікальнага ідэнтыфікатара мае два перавагі.

Гэтыя адрасы заўсёды даступныя і не павінны быць звязаны ў кодзе пачатковай загрузкі.
Паколькі ідэнтыфікавалая інфармацыя залежыць ад сеткі, а не ад пастаўшчыка CPU, усе машыны па дадзенай сеткі будзе мець унікальныя ідэнтыфікатары.

Дзеянне RARP ў часе

Бо RARP выкарыстоўвае фізічную сетку напрамую, ніякае іншае праграмнае забеспячэнне пратаколу не будзе адказваць на запыт або рэтрансляваць яго. Праграмнае забеспячэнне RARP павінна аднаасобна справіцца з гэтымі задачамі. Некаторыя працоўныя станцыі, якія належаць на RARP для загрузкі, могуць неаднаразова паўтараць спробу няпэўны час, пакуль не атрымаюць адказ. Іншыя рэалізацыі маюць адмова пасля некалькіх спроб, каб пазбегнуць перагрузкі сеткі непатрэбнымі трансляцыямі.

Пратаколы IP / ICMP / ARP

Пратакол ICMP звязвае механізм, шлюзы і хасты, якія выкарыстоўваюцца для кіравання злучэннем ці атрымання справаздачы аб памылках. Інтэрнэт-пратакол забяспечвае сігнал, які ідзе ад шлюза да шлюза, пакуль не дасягне кропкі, якая можа даставіць яго непасрэдна ў канчатковы пункт прызначэння. Калі шлюз не можа накіроўваць або дастаўляць дадзеныя, ці ж ён выяўляе такое незвычайнае стан, як перагрузка сеткі, ён павінен выдаць паведамленне пра гэта, каб прыняць меры, якія дазваляюць пазбегнуць або выправіць гэтую праблему.

Пратакол інтэрнэт-кантролю паведамленняў (ICMP) дазваляе шлюза ажыццяўляць перадачу памылак або кіраваць паведамленнямі для іншых шлюзаў або хастоў. Такім чынам, ICMP забяспечвае сувязь паміж пратаколамі Інтэрнэт на абодвух злучаных кампутарах.

Гэты спецыяльны механізм быў дададзены распрацоўшчыкамі ў дадатак да TCP / IP-пратаколах. Ён дазваляе выкарыстоўваць шлюзы ў Інтэрнэце, каб паведаміць пра памылкі ці даць інфармацыю аб надзвычайных абставінах. Сам па сабе IP-пратакол не ўтрымлівае нічога, што можа дапамагчы праверыць сувязь з адпраўніком або даведацца аб збоях.

Пратаколы TCP / IP

TCP / IP-пратаколы прадастаўляюць сродкі, здольныя дапамагчы сеткавым адміністратарам або карыстальнікам ідэнтыфікаваць праблемы сеткі. Адзін з найбольш часта выкарыстоўваюцца інструментаў адладкі выклікае запыт ICMP і атрымлівае ў адказ. У той жа час хост або шлюз пасылае рэха-паведамленне з запытам ICMP на ўказаны адрас. Любая машына, якая атрымлівае рэха-запыт, фармулюе водгук і вяртае да зыходнага адпраўніку. Пры гэтым адказ ўтрымлівае копію дадзеных, якія перадаюцца ў запыце, а таксама звязаны з імі водгук.

Гэты пратакол можа быць выкарыстаны для праверкі таго, ці даступны адрасат і ці магчымая з ім сувязь. У сваю чаргу, пратаколы ARP - гэта апаратныя сродкі, якія выкарыстоўваюцца ў дадатак да TCP / IP і неабходныя для ажыццяўлення карэктнай сувязі паміж прыладамі ў сеткі.