Рассмотрим работу протокола ARP в локальных сетях с широковещанием.

⇐ ПредыдущаяСтр 16 из 27Следующая ⇒

Протокол ARP поддерживает на каждом интерфейсе сетевого адаптера или маршрутизатора отдельную ARP-таблицу, в которой в ходе функционирования сети накапливается информация о соответствии между IP-адресами и МАС-адресами других интерфейсов данной сети. Первоначально, при включении компьютера или маршрутизатора в сеть все его ARP-таблицы пусты.

Рис. 15.1. Схема работы протокола ARP

На рис. 15.1 показан фрагмент IP-сети, включающий две сети — Ethernet l (из трех конечных узлов A, В и С) и Ethernet 2 (из двух конечных узлов D и Е), сети подключены соответственно к интерфейсам 1 и 2 маршрутизатора. Каждый сетевой интерфейс имеет IP-адрес и МAС-адрес. Пусть в какой-то момент IP-модуль узла С направляет пакет узлу D. Протокол IP узла С определил IP-адрес интерфейса следующего маршрутизатора — это IP₁. Теперь, прежде чем упаковать пакет в кадр Ethernet и направить его маршрутизатору, необходимо определить соответствующий МAС-адрес. Для решения этой задачи протокол IP обращается к протоколу ARP.

· На первом шаге происходит передача от протокола IP протоколу ARP примерно такого сообщения: «Какой МАС-адрес имеет интерфейс с адресом IP₁? »

· Работа протокола ARP начинается с просмотра собственной ARP-таблицы. Предположим, что среди содержащихся в ней записей отсутствует запрашиваемый IP-адрес.

· В этом случае исходящий IP-пакет, для которого оказалось невозможным определить локальный адрес из ARP-таблицы, запоминается в буфере, а протокол ARP формирует ARP-запрос, вкладывает его в кадр протокола Ethernet и широковещательно рассылает.

· Все интерфейсы сети Ethernet l получают ARP-запрос и направляют его «своему» протоколу ARP. ARP сравнивает указанный в запросе адрес IP₁ с IP-адресом интерфейса, на который поступил этот запрос.

· Протокол ARP, который констатировал совпадение (в данном случае это ARP маршрутизатора 1), формирует ARP-ответ. В ARP-ответе маршрутизатор указывает локальный адрес MAC₁ своего интерфейса и отправляет его запрашивающему узлу (в данном примере узлу С), используя его локальный адрес.

Широковещательный ответ в этом случае не требуется, так как формат ARP-запроса предусматривает поля локального и сетевого адресов отправителя. Зона распространения ARP-запросов ограничивается сетью Ethernet l, так как на пути широковещательных кадров стоит маршрутизатор.

На рис. 15.2 показан кадр Ethernet с вложенным в него ARP-сообщением ARP-запросы и ARP-ответы имеют один и тот же формат.

Рис. 15.2. Инкапсуляция ARP-сообщений в кадр Ethernet

В поле типа сети для сетей Ethernet указывается значение 1. Поле типа протокола позволяет использовать протокол ARP не только с протоколом IP, но и с другими сетевыми протоколами. Для IP значение этого поля равно 0x0800. Длина локального адреса для протокола Ethernet равна 6 байт, а длина IP-адреса — 4 байта. В поле операции для ARP- запросов указывается значение 1, для ARP-ответов — значение 2

Чтобы уменьшить число ARP-обращений в сети, найденное соответствие между IP-адресом и МАС-адресом сохраняется в ARP-таблице соответствующего интерфейса, в данном случае — это запись:

194.85.135.65 - 00E0F77F1920

Теперь прежде, чем посылать широковещательный запрос, протокол IP проверит наличие такого адреса в ARP-таблице.

ARP-таблица пополняется так же в результате извлечения полезной информации из широковещательных ARP-запросов.

В ARP-таблицах существует два типа записей:

динамические и статические.

Статические записи создаются вручную с помощью утилиты arp и существуют до тех пор, пока компьютер или маршрутизатор остается включенным. Динамические записи должны периодически обновляться (иначе они исключаются из таблицы). Таким образом, в ARP-таблице содержатся записи только о тех узлах сети, которые активно участвуют в сетевых операциях. Поскольку такой способ хранения информации называют кэшированием, ARP-таблицы иногда называют ARP-кэшем.

В глобальных сетях, в которых не поддерживается широковещательная рассылка, администратор вручную формировует и помещает на какой-либо сервер ARP-таблицы, в которых он задает, например, соответствие IP-адресов адресам Х.25, имеющих для протокола IP смысл локальных адресов. Для автоматизации работы протокола ARP в глобальных сетях среди всех маршрутизаторов, подключенных к этой глобальной сети, выделяется специальный маршрутизатор, который ведет ARP-таблицу для всех остальных узлов и маршрутизаторов этой сети. Этот маршрутизатор называют ARP-сервером.

При этом для всех узлов и маршрутизаторов вручную нужно задать только IP-адрес и локальный адрес ARP-сервера. При включении каждый узел и маршрутизатор регистрирует свои адреса на ARP-сервере. Всякий раз, когда возникает необходимость определения по IP-адресу локального адреса, модуль ARP обращается к ARP-серверу с запросом и автоматически получает ответ.

В некоторых случаях возникает обратная задача — нахождение IP-адреса по известному локальному адресу. Тогда в действие вступает реверсивный протокол разрешения адресов (Reverse Address Resolution Protocol, RARP). Этот протокол используется, например, при старте бездисковых станций, не знающих в начальный момент времени своего IP-адреса, но знающих МАС-адрес своего сетевого адаптера.

Протокол Proxy-ARP

Протокол Proxy-ARP — это одна из разновидностей протокола ARP, позволяющая отображать IP-адреса на аппаратные адреса в сетях, поддерживающих широковещание, даже в тех случаях, когда искомый узел находится за пределами данного домена коллизий.

Система DNS

Плоские символьные имена

В операционных системах Novell NetWare, Microsoft Windows или IBM OS/2, пользователи всегда работали с символьными именами компьютеров. При этом применялись так называемые плоские имена, состоящие из последовательности символов, не разделенных на части. Примерами таких имен являются: Nw1_1, mail2, MOSCOW_SALES_2. Для установления соответствия между символьными имена и МАС-адресами в этих операционных системах применялся механизм широковещательных запросов, подобный механизму запросов протокола ARP. Такой механизм реализован в протоколе NetBIOS, на котором были построены многие локальные ОС. NetBIOS-имена стали на долгие годы одним из основных типов плоских имен в локальных сетях. Ограничением является возможность использования только в небольшой локальной сети, не разделенной на подсети

⇐ Предыдущая 11 12 13 14 151617 18 19 20 Следующая ⇒