Сетевые протоколы. Протокол определения адресов (ARP)и протокол определения сетевого адреса по местоположению (RARP)

Протокол обратного преобразования (RARP)

Протокол обратного преобразования (RARP — Reverse Address Resolution Protocol) находит логический адрес (IP-адрес) для компьютера по его физическому адресу.

Каждому хосту или маршрутизатору назначаются один или более логических (IP) адресов, которые являются уникальными и независимыми от физического (аппаратного) адреса компьютера. Чтобы создать дейтаграмму IP, хост или маршрутизатор должны знать свой собственный адрес IP или адреса. Адрес IP компьютера обычно читается из загрузочного файла, который хранится на загрузочном диске.

Однако если собственник компьютера не имеет такого загрузочного диска, то этот адрес обычно загружается из постоянного запоминающего устройства (ROM), который имеет минимальную загрузочную информацию. ROM установлен изготовителем. Он не может включить адрес IP, потому что адреса IP на сети назначаются сетевым администратором.

Компьютер может получить свой физический адрес (например, запросив свой сетевой информационный центр, регистрирующий абонентов), который является уникальным в местном масштабе. Компьютер может затем использовать физический адрес, чтобы получить логический адрес, используя протокол RARP. Запрос RARP создан и передается широковещательным способом по местной сети. Любой компьютер на местной сети может затребовать адреса IP, а действующие компьютеры ответят откликом RARP. Затребовавшая машина должна функционировать как программа клиента RARP; отвечающая машина должна функционировать как программа сервера RARP (рис. 5.8).

Рис. 5.8. Широковещательная рассылка физического адреса и ответ протокола RARP

На рис. 5.8. загружается новый хост. Чтобы получить свой IP-адрес, он широковещательно передает запросы RARP для всех систем на сети.

Этот пакет получается каждым хостом (или маршрутизатором) на физической сети, но отвечает сервер RARP. Сервер посылает ответный пакет RARP, который включает IP-адрес запрашивающей стороны.

Формат пакета

Формат пакета RARP такой же, как и пакета ARP, за исключением того что поле операции содержит другие обозначения: (3 — запрос RARP или 4 — ответ RARP).

Инкапсуляция

Пакет RARP инкапсулируется непосредственно в кадр линии передачи данных как данные, с указанием в поле тип "значения пакета RARP". Например, такими как протокол загрузки (BOOT – Bootstrap Protocol) и протокол динамической конфигурации хоста (DHCP — Dynamic Host Configuration); в новых версиях IPv6 он не используется, о чем будет сказано далее.

В заключение необходимо заметить, что протокол RARP заменяется другими протоколами, например, DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol – протокол динамической реконфигурации хостов). Когда загружается компьютер без диска, требуется больше информации в дополнение к его адресу IP. Он должен знать свою подсетевую маску, адрес IP-маршрутизатора и адреса IP-блока преобразования имен. RARP не может обеспечить эту дополнительную информацию. Новые протоколы были разработаны, чтобы обеспечить эту информацию.

Краткие итоги

• Хосты и маршрутизаторы опознаются на сетевом уровне их логическими адресами. Логический адрес — межсетевой адрес. Логические адреса в наборе протокола TCP/IP названы адресами IP и имеют длину 32 бита.
• На физическом уровне хосты и маршрутизаторы опознаются по их физическим адресам. Физический адрес — местный адрес.
• Доставка пакета хосту или маршрутизатору требует двух уровней адресации: логического и физического. Поэтому необходимы средства для того, чтобы отображать логический адрес в соответствующий ему физический адрес и наоборот. Они могут использовать либо статическое, либо динамическое отображение.
• Статическое отображение означает создание таблицы, которая объединяет логический адрес с физическим адресом. При динамическом отображении каждый раз, когда машина знает один из двух адресов (логический или физический), она может использовать протокол, чтобы найти другой из них.
• Чтобы выполнять динамическое отображение, были разработаны два протокола: протокол определения адресов (ARP – Address Resolution Protocol) и протокол определения сетевого адреса по местоположению (RARP – Reserve Address Resolution Protocol). Первый отображает логический адрес в физический адрес, второй отображает физический адрес в логический адрес.
• ARP и RARP используют однонаправленные и широковещательные физические адреса. В любое время, когда хост или маршрутизатор должны найти физический адрес другого хоста или маршрутизатора на его сети, они передают пакет запроса ARP. Пакет включает физический и IP-адреса передатчика и приемника. Поскольку передатчик не знает физический адрес приемника, запрос является широковещательным по сети.
• Каждый хост или маршрутизатор на сети получает и обрабатывает пакет запроса ARP, но только получатель опознает свой адрес IP и передает назад ответный пакет ARP. Ответный пакет содержит IP-адрес получателя и физический.
• Система ARP состоит из пяти компонентов: кэш-таблицы, очереди, модуля вывода, входного модуля и модуля управления кэшем.
• Когда хост или маршрутизатор получают соответствующий физический адрес для дейтаграммы IP, адрес может быть сохранен в кэш-таблице. Этот адрес может использоваться для дейтаграмм, предназначенных для того же самого приемника в течение следующих нескольких минут.
• Система ARP обслуживает набор очередей, одну для каждого пункта назначения, для того чтобы держать пакеты IP, в то время как ARP пытается подтвердить аппаратный адрес
• Модуль вывода ждет пакета IP от программного обеспечения IP. Модуль вывода проверяет кэш-таблицу, чтобы найти вход, соответствующий адресу IP пункта назначения этого пакета.
• Входной модуль проверяет кэш-таблицу, чтобы найти вход, соответствующий этому ARP. Целевой адрес протокола должен соответствовать адресу протокола входа. Если вход найден и состояние входа ОЖИДАНИЕ, модуль модернизирует вход.
• Модуль кэш-контроля отвечает за поддержку кэш-таблицы. Он периодически (например, каждые 5 с.) проверяет кэш-таблицу вход за входом.
• Протокол определения сетевого адреса по местоположению (RARP) находит логический адрес для компьютера, который знает только свой физический адрес.

Задачи и упражнения

1. Маршрутизатор с IP-адресом 125.45.23.12 и физическим адресом 2345AB4F67CD получил пакет от пункта назначения с IP-адресом 125.11.78.10 и физическим адресом AABBA24F67CD. Показать запись в пакете ARP–запроса, посылаемого маршрутизатором. Предположить отсутствие подзон.
2. Показать запись в пакете ARP-ответа в упражнении 1.
3. Инкапсулировать результат упражнения 1 в кадр уровня звена данных. Заполните все поля.
4. Инкапсулировать результат упражнения 2 в кадр уровня звена данных. Заполните все поля.
5. Маршрутизатор с IP-адресом 195.5.2.12 и физическим адресом AA25AB1F67CD получил пакет от пункта назначения с IP-адресом 185.11.78.10 и физическим адресом AABBA24F67CD. Когда маршрутизатор проверял свою таблицу маршрутизации, он определил, что пакет надо доставить к маршрутизатору с IP-адресом 195.5.2.6 и физическом адресом AD345D4F67CD. Показать запись в пакете ARP-запроса, посылаемого маршрутизатором. Предположить отсутствие подсетей.
6. Показать запись в пакете ARP-ответа в упражнении 5.
7. Инкапсулировать результат упражнения 5 в кадр уровня звена данных. Заполните все поля.
8. Инкапсулировать результат упражнения 7 в кадр уровня звена данных. Заполните все поля.
9. Необходимо дистанционно загрузить физический адрес 9845234F67CD. Показать записи в пакете RARP, посылаемом этим хостом.
10. Показать записи в пакете RARP, посылаемом в ответ на сигнал в упражнении 9. Предположить, что IP-адрес запрашиваемого хоста 200.67.89.33. Выбрать соответствующий физический и логический адреса для сервера. Предположить, что сервер находится на той же самой сети, что и запрашиваемый хост.
11. Инкапсулировать результат упражнения 9 в кадр уровня звена данных. Заполнить все поля.
12. Инкапсулировать результат упражнения 10 в кадр уровня звена данных. Заполнить все поля.

Дополнительный материал для прохождения тестирования к лекции, Вы можете скачать здесь.