Протокол розпізнавання адрес, який зазвичай називають ARP, — це протокол, який використовується Інтернет-протоколом (IP) [RFC826], зокрема IPv4, для зіставлення IP-адрес мережі з апаратними адресами, які використовуються протоколом каналу передачі даних. Він є невід’ємною частиною IP-мереж і дозволяє успішно передавати дані через ці мережі.
Еволюція та перші згадки про протокол розпізнавання адрес (ARP)
ARP було вперше визначено в RFC 826, статті про запит на коментарі, опублікованій Цільовою групою з розробки Інтернету (IETF) у листопаді 1982 року. Серія RFC – це набір технічних і організаційних приміток про Інтернет, починаючи з 1969 року. нотатки обговорюють різні аспекти комп’ютерних мереж, включаючи протоколи, процедури, програми та концепції, а також нотатки зустрічі, думки та іноді гумор.
Девід С. Пламмер, американський комп’ютерний науковець, вважається розробником ARP під час роботи в MIT. Протокол практично не змінився з моменту його першого впровадження, що свідчить про незмінну цінність його основних принципів проектування.
Розширення протоколу розпізнавання адрес (ARP)
ARP використовується для перетворення IP-адрес у адреси керування доступом до середовища (MAC). MAC-адреси — це унікальні ідентифікатори, призначені мережевим інтерфейсам для зв’язку у фізичному сегменті мережі. Коли пристрій хоче надіслати пакет на інший пристрій у тій же мережі, йому потрібно знати MAC-адресу одержувача.
Якщо пристрій-відправник знає IP-адресу одержувача (що необхідно для будь-якого виду прямого IP-зв’язку), але не знає MAC-адреси, він надішле широкомовний пакет запиту ARP. Цей запит по суті ставить запитання: «Хто має цю IP-адресу та яка ваша MAC-адреса?» Пристрій із запитуваною IP-адресою надішле пакет відповіді ARP зі своєю MAC-адресою. Отримавши цю відповідь, відправник може надіслати пакет одержувачу, використовуючи надану MAC-адресу.
Механізм функціонування протоколу розпізнавання адрес (ARP)
ARP працює в основному в чотири етапи:
- Відправник транслює пакет запиту ARP на всі пристрої в одному сегменті мережі.
- Пристрій із відповідною IP-адресою отримує запит і відповідає пакетом ARP-відповіді, що містить його MAC-адресу.
- Відправник отримує пакет відповіді ARP і зберігає зв’язок адреси IP-MAC у своєму кеші ARP для подальшого використання.
- Тепер відправник може безпосередньо надсилати дані одержувачу, використовуючи його MAC-адресу.
Функціональність ARP залежить від кожного пристрою, який підтримує кеш ARP – невеликий шматок пам’яті, який використовується для зберігання нещодавніх зіставлень адрес IP-MAC, щоб зменшити потребу в широкомовних запитах ARP.
Основні характеристики протоколу розпізнавання адрес (ARP)
-
Відображення адреси: ARP в основному використовується для відображення адрес мережевого рівня (IP-адрес) на адреси рівня зв’язку (MAC-адреси).
-
Незалежність мережі: ARP був розроблений для підтримки будь-якого мережевого рівня та рівня каналу даних. Протокол не залежить від конкретної топології мережі чи формату адреси.
-
Зберігання кешу: Кожен пристрій підтримує кеш-пам’ять ARP для зберігання відображень адрес IP-MAC, що значно підвищує ефективність за рахунок зменшення потреби в широкомовних ARP-запитах.
-
Запит на трансляцію: Запити ARP транслюються на всі пристрої в одному сегменті мережі, гарантуючи, що пристрій із відповідною IP-адресою може відповісти.
Типи протоколу розпізнавання адрес (ARP)
Існує кілька типів ARP:
-
ARP: Стандартний протокол ARP, який використовується для зіставлення адрес IP-MAC.
-
Проксі ARP: Техніка, за допомогою якої пристрій у даній мережі відповідає на запити ARP щодо мережевої адреси, яка не в цій мережі.
-
Безоплатний ARP: Це тип ARP, який не використовується для вирішення IP-адрес у MAC-адрес, але зазвичай використовується для виявлення дублікатів адрес.
-
Зворотний ARP (RARP): Протокол, за допомогою якого фізична машина в локальній мережі може запитувати інформацію про свою IP-адресу з таблиці ARP або кешу сервера шлюзу.
| Тип ARP | опис |
|---|---|
| ARP | Стандартне зіставлення адрес IP-MAC |
| Проксі ARP | Відповідає на запити ARP для мережевої адреси, якої немає в мережі |
| Безоплатний ARP | Використовується для виявлення дублікатів адрес |
| RARP | Запит на отримання IP-адреси з таблиці ARP сервера шлюзу |
Протокол розпізнавання адрес (ARP) на практиці: використання, проблеми та рішення
ARP широко використовується в мережах Ethernet, де необхідно перетворити IP-адреси на MAC-адреси Ethernet. Однак його широкомовний характер може бути джерелом вразливості безпеки. Наприклад, атаки ARP-спуфінгу можуть дозволити зловмисникам зв’язати свою MAC-адресу з IP-адресою законного користувача.
Існує кілька методів запобігання або пом’якшення атак ARP-спуфінгу, зокрема:
-
Статичний ARP: Адміністратори можуть створювати статичні записи в кеші ARP, які не можуть бути змінені вхідними пакетами ARP.
-
Перевірка ARP: Пристрої можна налаштувати для перевірки пакетів ARP і перевірки їхніх даних перед оновленням кешу ARP.
-
Заходи безпеки: Для запобігання спуфінгу ARP можна використовувати такі протоколи, як Dynamic ARP Inspection (DAI). DAI перехоплює, реєструє та відхиляє ARP-пакети з недійсними прив’язками IP-адреси до MAC-адреси.
Порівняння з аналогічними протоколами
У той час як ARP використовується для зіставлення IP-адрес з MAC-адресами в мережах IPv4, мережі IPv6 використовують подібний протокол, відомий як Neighbor Discovery Protocol (NDP).
| Протокол | Тип мережі | Основна функція |
|---|---|---|
| ARP | IPv4 | Перетворення IP-адреси на MAC-адресу |
| ПНР | IPv6 | Перетворення IP-адреси на MAC-адресу |
Майбутні перспективи: ARP в технологіях, що розвиваються
Зі збільшенням поширення IPv6 роль ARP з часом може зменшитися, оскільки IPv6 використовує протокол виявлення сусідів (NDP) для вирішення адрес. Однак IPv4 і ARP все ще широко використовуються, і обидва, ймовірно, залишаться важливими компонентами мережевої інфраструктури в осяжному майбутньому.
Крім того, постійна розробка заходів безпеки для ARP, таких як Dynamic ARP Inspection (DAI) і Secure ARP (S-ARP), вказує на те, що покращення безпеки та функціональності ARP продовжуватимуть з’являтися.
ARP і проксі-сервери
Проксі-сервери можуть використовувати ARP у своїй роботі, особливо в сценаріях, коли вони служать шлюзами до інших мереж. Проксі-ARP — це техніка, за якої проксі-сервер відповідає на запити ARP, призначені для іншої машини. Таким чином, дві мережі виглядають як одна для хостів з обох сторін. Таким чином, проксі-сервер може направляти трафік між різними мережами, підвищуючи зв’язок і безпеку.
Пов'язані посилання
Щоб отримати додаткові відомості про ARP, розгляньте такі ресурси:
- RFC 826 – протокол розпізнавання адрес Ethernet
- Cisco – розуміння ARP
- Microsoft – протокол розпізнавання адрес (ARP)
Сподіваємось, завдяки цьому детальному дослідженню протоколу розпізнавання адрес (ARP), його історії, функціональних можливостей, типів і програм ви маєте повне розуміння цього важливого мережевого протоколу. Незалежно від того, чи ви мережевий інженер, студент чи просто хтось, кого цікавить функціонування мереж, знання ARP є основоположним для розуміння мережевих комунікацій.
