Wprowadzenie do protokołu rozpoznawania adresów
Protokół rozpoznawania adresów jest również znany jako ARP. Mapuje adres logiczny na adres fizyczny. Innymi słowy, możemy powiedzieć, że protokół rozpoznawania adresów akceptuje adres logiczny z protokołu IP, a następnie mapuje ten adres na odpowiedni adres fizyczny, a następnie przekazuje go do warstwy łącza danych.
Format pakietu protokołu rozpoznawania adresów
Poniższe tabele to format pakietu ARP:
Format pakietu ARP pokazano w następujący sposób:
- Typ sprzętu: Jest to 16-bitowe pole, które określa typ sieci, w której działa protokół rozpoznawania adresów.
- Typ protokołu: Jest to 16-bitowe pole, które określa typ protokołu. Na przykład dla protokołu IPv4, pole to zawiera 0800 zasad 16.
- Długość sprzętu: Jest to 8-bitowe pole, które określa długość adresu fizycznego w bajtach.
- Długość protokołu: Jest to 8-bitowe pole, które określa długość adresu logicznego w bajtach.
- Operacje: Jest to 16-bitowe pole, które definiuje typy pakietów. Istnieją dwa typy pakietów żądanie ARP (1) i odpowiedź ARP (2).
- Adres sprzętowy nadawcy: Jest to pole o zmiennej długości, które definiuje adres fizyczny nadawcy.
- Adres protokołu nadawcy: Jest to pole o zmiennej długości, które określa adres logiczny nadawcy.
- Docelowy adres sprzętowy: Jest to pole o zmiennej długości, które określa fizyczny adres odbiornika.
- Docelowy adres protokołu: Jest to pole o zmiennej długości, które określa adres logiczny odbiornika.
Operacje protokołu rozpoznawania adresów
W tej sekcji zobaczymy proces ARP i cztery różne przypadki, w których host lub router muszą użyć protokołu rozpoznawania adresów.
Proces ARP
Poniżej znajduje się lista kroków związanych z procesem ARP:
Krok 1: Nadawca zna adres IP odbiorcy.
Krok 2: Protokół internetowy prosi ARP o utworzenie komunikatu żądania ARP zawierającego informacje takie jak adres fizyczny nadawcy, pole adresu fizycznego odbiorcy jest wypełnione zerami, adres IP nadawcy i adres IP odbiorcy.
Krok 3: Komunikat żądania ARP jest wysyłany do warstwy łącza danych, gdzie wiadomość jest kapsułkowana w ramce przy użyciu adresu fizycznego nadawcy jako adresu źródłowego i adresu rozgłoszeniowego jako adresu docelowego.
Krok 4: Każdy host otrzymuje ramkę, ponieważ ramka zawiera adres docelowy emisji. Wszyscy gospodarze sprawdzają adres za pomocą adresu. Jeśli dopasowanie zostanie znalezione, pakiet zostanie upuszczony na ten host, w przeciwnym razie zostanie przekazany do protokołu rozpoznawania adresów.
Krok 5: Po otrzymaniu odpowiedzi hosta docelowego pakietu z komunikatem odpowiedzi ARP zawierającym docelowy adres fizyczny. Wiadomość na tym etapie to emisja pojedyncza.
Krok 6: Gdy nadawca otrzyma odpowiedź od celu, zna adres fizyczny celu.
Krok 7: Teraz datagram IP przenosi dane dla maszyny docelowej, która jest enkapsulowana i wysyła w formie emisji pojedynczej do miejsca docelowego.
Cztery różne przypadki
Poniżej znajduje się lista czterech przypadków, w których można korzystać z usług protokołu rozpoznawania adresów.
Przypadek 1:
Na powyższym zdjęciu widać, że nadawca jest hostem i chce wysłać pakiet do innego hosta, który znajduje się w tej samej sieci. W takim przypadku mapowanie adresu logicznego na adres fizyczny jest docelowym adresem IP, który powinien znajdować się w nagłówku datagramu.
Przypadek 2:
Jak widać na powyższym obrazku, nadawca jest hostem i chce wysłać pakiet do innego hosta, który znajduje się w innej sieci. W takim przypadku host nadawcy sprawdza tablicę routingu, aby znaleźć adres IP następnego hosta dla miejsca docelowego. Adres IP hosta staje się adresem logicznym, który musi zostać zmapowany na adres fizyczny. Jeśli host nadawcy nie ma tabeli routingu, sprawdza adres IP domyślnego hosta.
Przypadek 3:
Jak widać na powyższym obrazku, nadawca jest routerem, który odebrał datagram dla innego hosta znajdującego się w innej sieci. W takim przypadku router sprawdza tablicę routingu i znajduje adres IP następnego routera. Adres IP routera staje się adresem logicznym, który musi zostać zmapowany na adres fizyczny.
Przypadek 4:
Jak widać na powyższym obrazku, nadawca jest routerem, który odebrał datagram dla innego hosta znajdującego się w tej samej sieci. W takim przypadku adres IP datagramu staje się adresem logicznym, który musi zostać odwzorowany na adres fizyczny.
Pakiet protokołu rozpoznawania adresów
Pakiet protokołu rozpoznawania adresów składa się z pięciu elementów -
1. Tabela pamięci podręcznej
2. pytania
3. Moduł wyjściowy 4
4. Moduł wejściowy
5. Moduł kontroli pamięci podręcznej.
Poniżej znajduje się schemat pakietu protokołu rozpoznawania adresów
Omówmy szczegółowo składniki pakietu ARP.
1. Tabela pamięci podręcznej w ARP
Gdy host otrzyma odpowiedni adres fizyczny datagramu IP, tablica pamięci podręcznej zapisuje ten adres fizyczny w swojej tabeli. Przechowywanie adresu fizycznego w tabeli pamięci podręcznej jest ograniczone przez określony czas, a nie przez czas nieograniczony. Tabela pamięci podręcznej składa się z tablicy wpisów. Każdy wpis ma następujące wymienione pole.
- Stan: pokazuje stan każdego wpisu. Stan może być dowolny, rozstrzygnięty lub w toku. Stan wolny oznacza, że upłynął czas do wjazdu. To miejsce jest przydzielane do nowego wpisu. Stan rozwiązany oznacza, że wpis został zakończony. Wpis ma docelowy adres fizyczny. Paczki oczekujące na wysłanie do tego miejsca docelowego mogą korzystać z informacji zawartych we wpisie. Stan oczekujący oznacza, że żądanie wpisu zostało określone i oczekuje na odpowiedź.
- Typ sprzętu: określa typ sieci, w której działa pakiet ARP.
- Typ protokołu: określa typ protokołu, na którym działa pakiet ARP.
- Długość sprzętu: określa długość adresu fizycznego.
- Długość protokołu: określa długość adresu logicznego.
- Adres sprzętowy : pokazuje docelowy adres fizyczny.
- Adres protokołu: pokazuje docelowy adres logiczny.
- Numer interfejsu: Jest to numer interfejsu używany przez router do łączenia się z inną siecią.
- Numer kolejki: protokół rozpoznawania adresów używa numeru kolejki do kolejkowania pakietów oczekujących na rozpoznanie adresu.
- Limit czasu: pokazuje czas życia każdego wpisu w drugim.
- Próby: pokazuje liczbę wysłanych żądań ARP dla każdego wpisu.
2. Kolejki
Protokół rozpoznawania adresów zawiera zestaw kolejek dla miejsca docelowego, tj. Jedną kolejkę dla każdego miejsca docelowego, która przechowuje pakiet IP, podczas gdy protokół rozpoznawania adresu rozwiązuje adres fizyczny. Moduł wyjściowy wysyła nierozwiązane pakiety do odpowiadających im kolejek.
3. Moduł wyjściowy
- Model wyjściowy czeka na pakiety IP. Natychmiast po otrzymaniu pakietu IP sprawdza tablicę pamięci podręcznej, aby znaleźć odpowiedni adres IP miejsca docelowego obecnego w pakiecie. Docelowy adres IP pakietu musi być zgodny z adresem protokołu wpisu.
- Jeśli znaleziono pasujący wpis i stan tego wpisu jest ROZWIĄZANY, wówczas pakiet z docelowym adresem sprzętowym jest przekazywany do warstwy łącza danych w celu transmisji.
- Jeśli znalezione pasujące wpisy i stan wpisu są w toku, pakiet czeka, aż zostanie znaleziony adres sprzętowy miejsca docelowego.
- Jeśli pasujący wpis nie zostanie znaleziony, moduł wyjściowy tworzy kolejkę i kolejkuje pakiet. Tworzy nowy wpis i podaje stan OCZEKUJĄCY oraz ustawia próby na 1. Nadaje pakiet żądania ARP dla adresu docelowego.
4. Moduł wejściowy
- Moduł wejściowy czeka na pakiet protokołu rozpoznawania adresów. Gdy tylko nadejdzie pakiet rozpoznawania adresu, sprawdź w tabeli gotówki wpis odpowiadający pakietowi adresu. Adres protokołu celu musi być zgodny z adresem protokołu wpisu.
- Jeśli znaleziono pasujący wpis, a stan wpisu jest ROZWIĄZANY, moduł wejściowy aktualizuje wpis i pole czasu. Wpis został zaktualizowany, ponieważ mogą istnieć szanse zmiany adresu sprzętowego.
- Jeśli znaleziono pasujący wpis, a stan tego wpisu to OCZEKIWANIE, moduł wejściowy aktualizuje wpis, kopiując adres sprzętowy celu do pola adresu sprzętowego wpisu i aktualizując pole stanu do ROZWIĄZANE. Aktualizuje również pole limitu czasu dla wpisu.
- Jeśli pasujący wpis nie zostanie znaleziony, moduł wejściowy utwórz nowy wpis i dodaj go do tabeli. Aktualizuje pole stanu na POSTANOWIONE i pole czasu wpisu.
- Następnie moduł wejściowy sprawdza, czy otrzymany pakiet ARP jest odpowiedzią lub żądaniem. Jeśli jest to żądanie ARP, moduł wejściowy natychmiast tworzy odpowiedź ARP i wysyła ją do nadawcy. Pakiet odpowiedzi ARP jest tworzony przez zmianę wartości pakietu z żądania na odpowiedź.
5. Moduł kontroli pamięci podręcznej
- Moduł sterujący pamięcią podręczną utrzymuje tablicę pamięci podręcznej. Okresowo sprawdza wpis w tabeli pamięci podręcznej według wpisów, tj. Pięć sekund.
- Jeśli pole stanu wpisu jest BEZPŁATNE, sprawdza kolejny wpis.
- Jeśli pole stanu wpisu to PENDING, moduł kontroli pamięci podręcznej zwiększa wartość pola próby o 1. Następnie sprawdza wartość pola próby. Jeśli wartość pola próby jest większa niż maksymalny dozwolony limit, aktualizuje pole stanu na DARMOWE i niszczy odpowiednią kolejkę.
- Jeśli pole stanu wpisu jest ROZWIĄZANE, moduł kontroli pamięci podręcznej zmniejsza wartość pola czasu o 1. Następnie sprawdza wartość pola czasu. Jeśli wartość pola czasu jest mniejsza lub równa zero, aktualizuje pole stanu wejścia na DARMOWE i niszczy odpowiednią kolejkę.
Wniosek
W tym artykule widzieliśmy, co to jest Address Resolution Protocol, format pakietu w ARP i jego działanie z obrazami i objaśnieniami w podtematach dla lepszego zrozumienia.
Polecane artykuły
Jest to przewodnik po protokole rozpoznawania adresów. Omówiliśmy tutaj format pakietu, operacje, a także składniki pakietu ARP. Możesz także przejrzeć nasze inne sugerowane artykuły, aby dowiedzieć się więcej -
- Co to są protokoły sieciowe
- Co to jest ARP?
- Model TCP / IP
- Podstawowa podstawa sieci - TCP / IP | Sieć bezprzewodowa