Das Address Resolution Protocol, allgemein als ARP bezeichnet, ist ein Protokoll, das vom Internet Protocol (IP) [RFC826], insbesondere IPv4, verwendet wird, um IP-Netzwerkadressen den Hardwareadressen zuzuordnen, die von einem Datenverbindungsprotokoll verwendet werden. Es ist ein integraler Bestandteil von IP-Netzwerken und ermöglicht die erfolgreiche Übertragung von Daten über diese Netzwerke.
Die Entwicklung und erste Erwähnung des Address Resolution Protocol (ARP)
Das ARP wurde erstmals in RFC 826 definiert, einem Request for Comments-Artikel, der im November 1982 von der Internet Engineering Task Force (IETF) veröffentlicht wurde. Die RFC-Reihe besteht aus einer Reihe technischer und organisatorischer Hinweise zum Internet ab 1969. Diese In den Notizen werden verschiedene Aspekte der Computernetzwerke besprochen, darunter Protokolle, Verfahren, Programme und Konzepte sowie Besprechungsnotizen, Meinungen und manchmal auch Humor.
David C. Plummer, ein amerikanischer Informatiker, soll während seiner Arbeit am MIT ARP entwickelt haben. Das Protokoll ist seit seiner ersten Einführung weitgehend unverändert geblieben, ein Beweis für den dauerhaften Wert seiner zentralen Designprinzipien.
Erweiterung des Address Resolution Protocol (ARP)
ARP wird verwendet, um IP-Adressen in MAC-Adressen (Media Access Control) zu übersetzen. MAC-Adressen sind eindeutige Kennungen, die Netzwerkschnittstellen für die Kommunikation im physischen Netzwerksegment zugewiesen werden. Wenn ein Gerät ein Paket an ein anderes Gerät im selben Netzwerk senden möchte, muss es die MAC-Adresse des Empfängers kennen.
Wenn das sendende Gerät die IP-Adresse des Empfängers kennt (was für jede Art von direkter IP-Kommunikation erforderlich ist), aber die MAC-Adresse nicht kennt, sendet es ein Broadcast-ARP-Anfragepaket. Diese Anfrage stellt im Wesentlichen die Frage: „Wer hat diese IP-Adresse und wie lautet Ihre MAC-Adresse?“ Das Gerät mit der angeforderten IP-Adresse sendet ein ARP-Antwortpaket mit seiner MAC-Adresse zurück. Sobald der Absender diese Antwort erhält, kann er das Paket über die angegebene MAC-Adresse an den Empfänger senden.
Der Funktionsmechanismus des Address Resolution Protocol (ARP)
ARP funktioniert hauptsächlich in vier Schritten:
- Der Absender sendet ein ARP-Anfragepaket an alle Geräte im selben Netzwerksegment.
- Das Gerät mit der passenden IP-Adresse empfängt die Anfrage und antwortet mit einem ARP-Antwortpaket, das seine MAC-Adresse enthält.
- Der Absender empfängt das ARP-Antwortpaket und speichert die IP-MAC-Adresszuordnung zur zukünftigen Verwendung in seinem ARP-Cache.
- Der Absender kann die Daten nun über seine MAC-Adresse direkt an den Empfänger senden.
Die Funktionalität von ARP hängt davon ab, dass jedes Gerät einen ARP-Cache verwaltet – einen kleinen Speicherbereich, der zum Speichern aktueller IP-zu-MAC-Adresszuordnungen verwendet wird, um den Bedarf an Broadcast-ARP-Anfragen zu reduzieren.
Hauptmerkmale des Address Resolution Protocol (ARP)
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Adresszuordnung: ARP wird hauptsächlich zum Zuordnen von Netzwerkschichtadressen (IP-Adressen) zu Verbindungsschichtadressen (MAC-Adressen) verwendet.
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Netzwerkunabhängigkeit: ARP wurde entwickelt, um jede Netzwerkschicht und Datenverbindungsschicht zu unterstützen. Das Protokoll ist nicht von einer bestimmten Netzwerktopologie oder einem bestimmten Adressformat abhängig.
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Cache-Speicher: Jedes Gerät verfügt über einen ARP-Cache zum Speichern von IP-zu-MAC-Adresszuordnungen, wodurch die Effizienz erheblich verbessert wird, da weniger Broadcast-ARP-Anfragen erforderlich sind.
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Sendeanfrage: ARP-Anfragen werden an alle Geräte im selben Netzwerksegment gesendet, um sicherzustellen, dass das Gerät mit der passenden IP-Adresse antworten kann.
Arten des Address Resolution Protocol (ARP)
Es gibt verschiedene Arten von ARP:
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ARP: Das Standard-ARP-Protokoll, das für IP-zu-MAC-Adresszuordnungen verwendet wird.
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Proxy-ARP: Eine Technik, mit der ein Gerät in einem bestimmten Netzwerk die ARP-Anfragen für eine Netzwerkadresse beantwortet, die sich nicht in diesem Netzwerk befindet.
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Unentgeltliches ARP: Hierbei handelt es sich um einen ARP-Typ, der nicht zum Auflösen von IP-Adressen in MAC-Adressen, sondern normalerweise zur Erkennung doppelter Adressen verwendet wird.
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Reverse-ARP (RARP): Ein Protokoll, mit dem eine physische Maschine in einem lokalen Netzwerk anfordern kann, ihre IP-Adresse aus der ARP-Tabelle oder dem Cache eines Gateway-Servers zu erfahren.
| ARP-Typ | Beschreibung |
|---|---|
| ARP | Standardmäßige IP-zu-MAC-Adresszuordnung |
| Proxy-ARP | Beantwortet ARP-Anfragen für eine Netzwerkadresse, die sich nicht im Netzwerk befindet |
| Unentgeltliches ARP | Wird zur Erkennung doppelter Adressen verwendet |
| RARP | Anforderung, seine IP-Adresse aus der ARP-Tabelle eines Gateway-Servers zu erfahren |
Address Resolution Protocol (ARP) in der Praxis: Verwendungen, Probleme und Lösungen
ARP wird häufig in Ethernet-Netzwerken verwendet, wo es notwendig ist, IP-Adressen in Ethernet-MAC-Adressen umzuwandeln. Allerdings kann der Broadcast-Charakter eine Quelle von Sicherheitslücken sein. Beispielsweise können ARP-Spoofing-Angriffe es böswilligen Benutzern ermöglichen, ihre MAC-Adresse mit der IP-Adresse eines legitimen Benutzers zu verknüpfen.
Es gibt verschiedene Methoden, um ARP-Spoofing-Angriffe zu verhindern oder abzuschwächen, darunter:
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Statisches ARP: Administratoren können statische Einträge im ARP-Cache erstellen, die durch eingehende ARP-Pakete nicht verändert werden können.
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ARP-Inspektion: Geräte können so konfiguriert werden, dass sie ARP-Pakete prüfen und ihre Daten validieren, bevor sie den ARP-Cache aktualisieren.
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Sicherheitsmaßnahmen: Protokolle wie Dynamic ARP Inspection (DAI) können eingesetzt werden, um ARP-Spoofing zu verhindern. DAI fängt ARP-Pakete mit ungültigen IP-zu-MAC-Adressbindungen ab, protokolliert und verwirft.
Vergleich mit ähnlichen Protokollen
Während ARP für die Zuordnung von IP-Adressen zu MAC-Adressen in IPv4-Netzwerken verwendet wird, verwenden IPv6-Netzwerke ein ähnliches Protokoll, das als Neighbor Discovery Protocol (NDP) bekannt ist.
| Protokoll | Netzwerkart | Primärfunktion |
|---|---|---|
| ARP | IPv4 | Auflösung von IP-zu-MAC-Adressen |
| NDP | IPv6 | Auflösung von IP-zu-MAC-Adressen |
Zukunftsaussichten: ARP in sich entwickelnden Technologien
Mit der zunehmenden Verbreitung von IPv6 könnte die Rolle von ARP im Laufe der Zeit abnehmen, da IPv6 das Neighbor Discovery Protocol (NDP) zur Adressauflösung nutzt. Allerdings sind IPv4 und ARP immer noch weit verbreitet und beide werden wahrscheinlich auch in absehbarer Zukunft wesentliche Bestandteile der Netzwerkinfrastruktur bleiben.
Darüber hinaus deutet die ständige Weiterentwicklung von Sicherheitsmaßnahmen für ARP, wie Dynamic ARP Inspection (DAI) und Secure ARP (S-ARP), darauf hin, dass es weiterhin zu Verbesserungen der Sicherheit und Funktionalität von ARP kommen wird.
ARP- und Proxyserver
Proxyserver können ARP in ihrem Betrieb nutzen, insbesondere in Szenarien, in denen sie als Gateways zu anderen Netzwerken dienen. Proxy-ARP ist eine Technik, bei der der Proxyserver auf ARP-Anfragen antwortet, die für einen anderen Computer bestimmt sind. Auf diese Weise werden die beiden Netzwerke für die Hosts auf beiden Seiten effektiv als eins dargestellt. Auf diese Weise kann der Proxyserver den Datenverkehr zwischen verschiedenen Netzwerken weiterleiten und so die Konnektivität und Sicherheit verbessern.
verwandte Links
Weitere Informationen zu ARP finden Sie in den folgenden Ressourcen:
- RFC 826 – Ein Ethernet-Adressauflösungsprotokoll
- Cisco – ARP verstehen
- Microsoft – Address Resolution Protocol (ARP)
Mit dieser detaillierten Untersuchung des Address Resolution Protocol (ARP), seiner Geschichte, Funktionalität, Typen und Anwendungen hoffen wir, dass Sie nun ein umfassendes Verständnis dieses wichtigen Netzwerkprotokolls haben. Ob Sie Netzwerktechniker, Student oder einfach nur jemand sind, der sich für die Funktionsweise von Netzwerken interessiert, ARP-Kenntnisse sind für das Verständnis der Netzwerkkommunikation von grundlegender Bedeutung.
