پروتکل حل آدرس (ARP)

پروتکل Address Resolution Protocol که معمولاً ARP نامیده می شود، پروتکلی است که توسط پروتکل اینترنت (IP) [RFC826]، به طور خاص IPv4، برای نگاشت آدرس های شبکه IP به آدرس های سخت افزاری مورد استفاده توسط یک پروتکل پیوند داده استفاده می شود. این بخشی جدایی ناپذیر از شبکه های IP است و امکان انتقال موفقیت آمیز داده ها از طریق این شبکه ها را فراهم می کند.

تکامل و اولین ذکرهای پروتکل حل آدرس (ARP)

ARP برای اولین بار در RFC 826 تعریف شد، یک مقاله درخواست برای نظرات که توسط کارگروه مهندسی اینترنت (IETF) در نوامبر 1982 منتشر شد. سری RFC مجموعه ای از نکات فنی و سازمانی در مورد اینترنت است که از سال 1969 شروع می شود. یادداشت‌ها جنبه‌های مختلف شبکه‌های کامپیوتری، از جمله پروتکل‌ها، رویه‌ها، برنامه‌ها و مفاهیم، و همچنین یادداشت‌های جلسه، نظرات و گاهی اوقات طنز را مورد بحث قرار می‌دهند.

دیوید سی پلامر، دانشمند کامپیوتر آمریکایی، در توسعه ARP در حین کار در MIT اعتبار دارد. این پروتکل از زمان معرفی اولیه تا حد زیادی بدون تغییر باقی مانده است، که گواهی بر ارزش پایدار اصول طراحی اصلی آن است.

گسترش پروتکل Address Resolution Protocol (ARP)

ARP برای ترجمه آدرس های IP به آدرس های Media Access Control (MAC) استفاده می شود. آدرس‌های MAC شناسه‌های منحصربه‌فردی هستند که به رابط‌های شبکه برای ارتباطات در بخش فیزیکی شبکه اختصاص داده می‌شوند. هنگامی که دستگاهی می خواهد بسته ای را به دستگاه دیگری در همان شبکه ارسال کند، باید آدرس MAC گیرنده را بداند.

اگر دستگاه فرستنده آدرس IP گیرنده را بداند (که برای هر نوع ارتباط مستقیم IP ضروری است) اما آدرس MAC را نداند، یک بسته درخواست ARP پخش ارسال می کند. این درخواست اساساً این سؤال را مطرح می کند که "چه کسی این آدرس IP را دارد و آدرس MAC شما چیست؟" دستگاه با آدرس IP درخواستی یک بسته پاسخ ARP را با آدرس MAC خود ارسال می کند. هنگامی که فرستنده این پاسخ را دریافت کرد، می تواند بسته را با استفاده از آدرس MAC ارائه شده برای گیرنده ارسال کند.

مکانیسم عملکرد پروتکل حل آدرس (ARP)

ARP اساساً در چهار مرحله عمل می کند:

1. فرستنده یک بسته درخواست ARP را برای همه دستگاه های موجود در همان بخش شبکه پخش می کند.
2. دستگاه با آدرس IP منطبق درخواست را دریافت می کند و با یک بسته پاسخ ARP حاوی آدرس MAC خود پاسخ می دهد.
3. فرستنده بسته پاسخ ARP را دریافت می کند و ارتباط آدرس IP-MAC را در کش ARP خود برای استفاده در آینده ذخیره می کند.
4. اکنون فرستنده می تواند مستقیماً داده ها را با استفاده از آدرس MAC خود برای گیرنده ارسال کند.

عملکرد ARP وابسته به هر دستگاهی است که یک حافظه پنهان ARP را حفظ می کند - یک قطعه کوچک از حافظه که برای ذخیره نگاشت آدرس IP به MAC اخیر استفاده می شود تا نیاز به درخواست های پخش ARP را کاهش دهد.

ویژگی های کلیدی پروتکل Address Resolution Protocol (ARP)

• نقشه برداری آدرس: ARP در درجه اول برای نگاشت آدرس های لایه شبکه (آدرس های IP) برای پیوند دادن آدرس های لایه (آدرس های MAC) استفاده می شود.

• استقلال شبکه: ARP برای پشتیبانی از هر لایه شبکه و لایه پیوند داده طراحی شده است. پروتکل به هیچ توپولوژی شبکه یا قالب آدرس خاصی بستگی ندارد.

• حافظه کش: هر دستگاه یک کش ARP برای ذخیره نگاشت آدرس IP به MAC نگهداری می کند که با کاهش نیاز به درخواست های پخش ARP، کارایی را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

• درخواست پخش: درخواست‌های ARP برای همه دستگاه‌ها در یک بخش شبکه پخش می‌شوند و اطمینان حاصل می‌شود که دستگاه با آدرس IP منطبق می‌تواند پاسخ دهد.

انواع پروتکل حل آدرس (ARP)

انواع مختلفی از ARP وجود دارد:

1. ARP: پروتکل استاندارد ARP که برای نگاشت آدرس IP به MAC استفاده می شود.

2. ARP پروکسی: تکنیکی که به وسیله آن یک دستگاه در یک شبکه معین به جستارهای ARP برای آدرس شبکه ای که در آن شبکه نیست پاسخ می دهد.

3. ARP رایگان: این یک نوع ARP است که برای حل کردن آدرس های IP به MAC استفاده نمی شود، اما معمولاً برای شناسایی آدرس های تکراری استفاده می شود.

4. ARP معکوس (RARP): پروتکلی که به وسیله آن یک ماشین فیزیکی در یک شبکه محلی می تواند درخواست کند تا آدرس IP خود را از جدول ARP یا کش یک سرور دروازه یاد بگیرد.

آدرس پروتکل حل و فصل (ARP) در عمل: موارد استفاده، مشکلات، و راه حل

ARP به طور گسترده در شبکه های اترنت استفاده می شود، جایی که لازم است آدرس های IP را به آدرس های MAC اترنت تبدیل کنید. با این حال، ماهیت پخش آن می تواند منبعی از آسیب پذیری های امنیتی باشد. به عنوان مثال، حملات جعل ARP می تواند کاربران مخرب را قادر سازد تا آدرس MAC خود را با آدرس IP یک کاربر قانونی مرتبط کنند.

چندین روش برای جلوگیری یا کاهش حملات جعل ARP وجود دارد، از جمله:

• ARP استاتیک: مدیران می توانند ورودی های ایستا را در کش ARP ایجاد کنند که با بسته های ARP ورودی قابل تغییر نیستند.

• بازرسی ARP: دستگاه ها را می توان طوری پیکربندی کرد که بسته های ARP را بررسی کرده و داده های آنها را قبل از به روز رسانی کش ARP تأیید کنند.

• تمهیدات امنیتی: از پروتکل هایی مانند بازرسی دینامیک ARP (DAI) می توان برای جلوگیری از جعل ARP استفاده کرد. DAI بسته های ARP با اتصال آدرس IP به MAC نامعتبر را رهگیری، ثبت و کنار می گذارد.

مقایسه با پروتکل های مشابه

در حالی که ARP برای نگاشت آدرس‌های IP به آدرس‌های MAC در شبکه‌های IPv4 استفاده می‌شود، شبکه‌های IPv6 از پروتکل مشابهی به نام پروتکل کشف همسایه (NDP) استفاده می‌کنند.

چشم انداز آینده: ARP در فن آوری های در حال توسعه

با افزایش پذیرش IPv6، نقش ARP ممکن است در طول زمان کاهش یابد، زیرا IPv6 از پروتکل کشف همسایه (NDP) برای حل آدرس استفاده می کند. با این حال، IPv4 و ARP هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند و هر دو احتمالاً برای آینده قابل پیش بینی اجزای اساسی زیرساخت شبکه باقی خواهند ماند.

علاوه بر این، توسعه مداوم اقدامات امنیتی برای ARP، مانند بازرسی دینامیک ARP (DAI) و ARP ایمن (S-ARP)، نشان می‌دهد که پیشرفت‌ها در امنیت و عملکرد ARP همچنان به ظهور خواهند رسید.

ARP و سرورهای پروکسی

سرورهای پروکسی می توانند از ARP در عملیات خود استفاده کنند، به ویژه در سناریوهایی که به عنوان دروازه برای سایر شبکه ها عمل می کنند. پروکسی ARP تکنیکی است که در آن سرور پروکسی به درخواست‌های ARP در نظر گرفته شده برای دستگاه دیگری پاسخ می‌دهد. با انجام این کار، به طور موثر باعث می شود که دو شبکه به عنوان یک میزبان در هر دو طرف ظاهر شوند. به این ترتیب، سرور پروکسی می تواند ترافیک بین شبکه های مختلف را هدایت کند و اتصال و امنیت را افزایش دهد.

لینک های مربوطه

برای اطلاعات بیشتر در مورد ARP، منابع زیر را در نظر بگیرید:

• RFC 826 - یک پروتکل رزولوشن آدرس اترنت
• Cisco – آشنایی با ARP
• مایکروسافت – پروتکل حل آدرس (ARP)

با بررسی دقیق پروتکل Address Resolution Protocol (ARP)، تاریخچه، عملکرد، انواع و کاربردهای آن، امیدواریم اکنون درک جامعی از این پروتکل شبکه حیاتی داشته باشید. چه مهندس شبکه باشید، چه دانشجو یا فقط فردی که به نحوه عملکرد شبکه ها علاقه مند است، دانش ARP برای درک ارتباطات شبکه ضروری است.