Κεφάλαιο 7: Διαδικτύωση-Internet Μάθημα 7.7: Πρωτόκολλο ARP

Διευθύνσεις IP - Φυσικές Κάθε συσκευή έχει: Φυσική διεύθυνση Π.χ.: 08-00-39-00-2F-C3 (Διεύθυνση Ethernet) Διεύθυνση IP Π.χ.: 10.10.10.45

Πρωτόκολλο ARP (Πρωτόκολλο Μετατροπής Διεύθυνσης) (Ρόλος) Αντιστοιχίζει μια διεύθυνση IP σε μια φυσική διεύθυνση. !Είναι πρωτόκολλο του επιπέδου δικτύου.

Πρωτόκολλο ARP (Προβλήματα που λύνει) Κάθε συσκευή του δικτύου δεν χρειάζεται να διατηρεί ένα αρχείο διευθύνσεων IP-φυσικών διευθύνσεων για όλες τις συσκευές του δικτύου (μεγάλο μέγεθος αρχείων) και ο διαχειριστής του συστήματος δεν χρειάζεται να ενημερώνει συνεχώς τα αρχεία αυτά (διαδικασία επίπονη και χρονοβόρα).

Παράδειγμα δικτύου A 223.1.2.1 08-00-39-00-2F-C3 ΤΔ Ethernet B Δ 223.1.2.2 08-00-39-3E-81-AB 223.1.2.4 08-00-10-99-AC-54 Γ 223.1.2.3 08-00-5A-21-A7-22

Το ΑRP χρησιμοποιείται όταν ένας κόμβος (π. χ ! Το ΑRP χρησιμοποιείται όταν ένας κόμβος (π.χ. ο Α) θέλει να στείλει ένα αυτοδύναμο πακέτο IP σε ένα άλλο κόμβο του ίδιου δικτύου (π.χ. Β, Γ, Δ), για να βρει από τη διεύθυνση IP προορισμού τη φυσική διεύθυνσή του.

ARP (λειτουργία) Κάθε συσκευή του δικτύου κρατάει στη μνήμη RAM της όσο λειτουργεί, ένα πίνακα που λέγεται πίνακας ARP. Αρχικά ο πίνακας αυτός είναι κενός και ενημερώνεται δυναμικά. Ο πίνακας ARP έχει: Δύο στήλες: Μία για τη διεύθυνση IP και μία για τη φυσική διεύθυνση μιας συσκευής Τόσες γραμμές όσες και οι συσκευές για τις οποίες περιέχει την αντιστοίχιση διεύθυνσης IP-φυσικής διεύθυνσης.

Π.χ.: Πίνακας ARP συσκευής Α: Διεύθυνση IP Διεύθυνση Ethernet 223.1.2.1(Α) 08-00-39-00-2F-C3 223.1.2.3(Γ) 08-00-5A-21-A7-22 223.1.2.4(Δ) 08-00-10-99-AC-54 Εγγραφή πίνακα

α) Όταν ο κόμβος Α στείλει στον κόμβο Γ ένα πακέτο επειδή ο Γ υπάρχει στον πίνακα ARP χρησιμοποιείται ο πίνακας ARP για να πάρει τη φυσική διεύθυνση. β) Όταν ο κόμβος Α στείλει στον κόμβο Β ένα πακέτο επειδή ο Β δεν υπάρχει στον πίνακα ARP γίνονται τα εξής:

Δημιουργείται ερώτηση-αίτηση ARP. - H αίτηση ARP έχει την ακόλουθη μορφή: Διεύθυνση IP αποστολέα: 223.1.2.1 Διεύθυνση Ethernet αποστολέα:08-00-39-00-2F-C3 Διεύθυνση IP παραλήπτη: 223.1.2.2 Διεύθυνση Ethernet παραλήπτη: - (κενό) - Αίτηση ARP=«Χρειάζομαι τη διεύθυνση Ethernet του 223.1.2.2» - Η αίτηση ARP στέλνεται σε όλες τις συσκευές του δικτύου.

Το αυτοδύναμο πακέτο IP μπαίνει σε ουρά αναμονής.

Διεύθυνση IP αποστολέα: 223.1.2.2 - Όλες οι συσκευές ενημερώνουν τον πίνακα ARP τους (δυναμική προσαρμογή δικτύου). Οι συσκευές ελέγχουν αν η διεύθυνση IP τους ταυτίζεται με εκείνη που υπάρχει στην αίτηση ARP (Διεύθυνση IP προορισμού). Η συσκευή που ταυτίζεται η διεύθυνση IP της (π.χ. Β ) στέλνει στη συσκευή που έστειλε την ερώτηση ARP μία απάντηση ARP: Διεύθυνση IP αποστολέα: 223.1.2.2 Διεύθυνση Ethernet αποστολέα:08-00-39-3E-81-AB Διεύθυνση IP παραλήπτη: 223.1.2.1 Διεύθυνση Ethernet παραλήπτη: 08-00-39-00-2F-C3 - Απάντηση ARP=«Η φυσική διεύθυνση του 223.1.2.2 είναι: 08-00-39-3E-81-AB» !Τα πεδία αποστολέα και παραλήπτη στην απάντηση ARP είναι αντεστραμμένα σε σχέση με την ερώτηση ARP.

Διεύθυνση IP Διεύθυνση Ethernet 223.1.2.1(Α) 08-00-39-00-2F-C3 Η απάντηση ARP φθάνει στη συσκευή που έστειλε ερώτηση ARP (π.χ. Α) Η συσκευή αυτή προσθέτει μια καινούρια εγγραφή στον πίνακα ARP: Πίνακας ARP συσκευής Α: Διεύθυνση IP Διεύθυνση Ethernet 223.1.2.1(Α) 08-00-39-00-2F-C3 223.1.2.3(Γ) 08-00-5A-21-A7-22 223.1.2.4(Δ) 08-00-10-99-AC-54 223.1.2.2(B) 08-00-39-3E-81-AB

Με βάση τον ενημερωμένο πίνακα ARP η διεύθυνση IP μετατρέπεται στην αντίστοιχη Ethernet.

To αυτοδύναμο πακέτο IP βγαίνει από την ουρά αναμονής, σχηματίζεται ένα πακέτο Ethernet (πλαίσιο) και μεταδίδεται στο δίκτυο. !Αν δεν υπάρξει απάντηση ARP το αυτοδύναμο πακέτο IP της ουράς αναμονής απορρίπτεται

Χρησιμότητα πίνακα ARP

Αναγκαιότητα πίνακα ARP O πίνακας ARP είναι αναγκαίος γιατί δεν υπάρχει αλγόριθμος με τον οποίο από τη διεύθυνση IP μιας συσκευής να μπορούμε να προσδιορίσουμε τη φυσική της και το αντίστροφο.

Ρόλος RARP (Πρωτόκολλο Αντίστροφης Μετατροπής Διεύθυνσης) !Πρωτόκολλο του επιπέδου δικτύου Χρησιμοποιείται όταν μία νέα συσκευή εισάγεται στο δίκτυο. Μετατρέπει τη φυσική διεύθυνση μιας συσκευής στην αντίστοιχη IP. Κάνει ερώτηση RARP προς όλες τις συσκευές του δικτύου. Απαντούν μόνο ειδικές συσκευές που λέγονται εξυπηρετητές RARP.

!ΓΙΑ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ: Πρωτόκολλο TELNET (σε δίκτυο Ethernet) και ARP Ένας πελάτης TELNET δημιουργεί μήνυμα TELNET και το δίνει στο πρωτόκολλο TCP. Το πρωτόκολλο TCP δημιουργεί τμήμα TCP και το δίνει στο πρωτόκολλο IP. To πρωτόκολλο IP: α. Δημιουργεί αυτοδύναμο πακέτο IP β. Χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο ARP για να μάθει τη διεύθυνση Ethernet του προορισμού γ. Αυτά τα δύο τα δίνει στον οδηγό της κάρτας δικτύου Ο οδηγός της κάρτας δικτύου δημιουργεί ένα πακέτο Ethernet (πλαίσιο) και το στέλνει στο τοπικό δίκτυο !Τα πρωτόκολλα TELNET, TCP και IP γνωρίζουν τη διεύθυνση IP προορισμού