ARP (Address Resolution Protocol) преобразует IP-адрес в соответствующий физический сетевой адрес. Для работы IP-сетей, в том числе сетей Ethernet и Wi-Fi, требуется ARP.
История и цель ARP
ARP был разработан в начале 1980-х годов как протокол трансляции адресов общего назначения для IP-сетей. Помимо Ethernet и Wi-Fi, ARP был реализован для ATM, Token Ring и других типов физических сетей.
ARP позволяет сети управлять соединениями независимо от конкретного физического устройства, подключенного к каждому. Это позволило интернет-протоколу работать более эффективно, чем если бы ему приходилось самостоятельно управлять адресами всех видов аппаратных устройств и физических сетей.
Как работает ARP
ARP работает на уровне 2 в модели OSI. Поддержка протоколов реализована в драйверах устройств сетевых операционных систем. Интернет RFC 826 документирует технические подробности протокола, включая формат пакета и работу сообщений запроса и ответа.
ARP работает в современных сетях Ethernet и Wi-Fi следующим образом:
- Сетевые адаптеры производятся с физическим адресом, встроенным в аппаратное обеспечение, которое называется адресом управления доступом к среде (MAC). Производители позаботятся о том, чтобы эти шестибайтовые (48-битные) адреса были уникальными, поскольку для доставки сообщений IP использует эти уникальные идентификаторы.
- Когда какое-либо устройство желает отправить данные другому целевому устройству, оно должно сначала определить MAC-адрес этой цели, учитывая его IP-адрес. Эти сопоставления IP-MAC-адресов получаются из кэша ARP, поддерживаемого на каждом устройстве.
- Если данный IP-адрес не отображается в кэше устройства, это устройство не может направлять сообщения этой цели, пока не получит новое сопоставление. Для этого инициирующее устройство сначала отправляет широковещательное сообщение запроса ARP в локальной подсети. Хост с указанным IP-адресом отправляет ответ ARP в ответ на широковещательную рассылку, позволяя инициирующему устройству обновить свой кэш и приступить к доставке сообщений непосредственно к цели.
Обратный ARP и обратный ARP
Другой сетевой протокол под названием RARP (обратный ARP) был разработан в 1980-х годах для дополнения ARP. Как следует из его названия, RARP выполнял противоположную функцию ARP, преобразовывая физические сетевые адреса в IP-адреса, назначенные этим устройствам. Протокол RARP устарел по протоколу DHCP (протокол динамической конфигурации хоста) и больше не используется.
Отдельный протокол, называемый Inverse ARP, также поддерживает функцию обратного сопоставления адресов. Обратный ARP также не используется в сетях Ethernet или Wi-Fi, хотя иногда его можно найти и в других типах.
Бесплатная ARP
Чтобы повысить эффективность ARP, некоторые сети и сетевые устройства используют метод связи, называемый безвозмездным ARP. Устройство передает сообщение с запросом ARP на всю локальную сеть, чтобы уведомить другие устройства о своем существовании.
