Protocolo de resolución de direcciones
Protocolo de Resolución de Direcciones
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Dicho protocolo permite realizar ciertas tareas cuyo objetivo es el asociar un dispositivo IP, que a un nivel lógico está identificado por una dirección IP, a un dispositivo de red, que a nivel físico posee una dirección física de red. Este protocolo se utiliza típicamente en dispositivos de red local, Ethernet que es el entorno más extendido en la actualidad. Existe un protocolo RARP, cuya función es la inversa.
Sumario
Función
Cuando una máquina desea ponerse en contacto con otra y no se conoce su dirección IP, entonces necesita un mecanismo dinámico que permite conocer su dirección física . Entonces envía una petición ARP por broadcast (o sea a todas las maquinas). El protocolo establece que solo contestara a la petición, si esta lleva su dirección IP. Por lo tanto solo contestará la maquina que corresponde a la dirección IP buscada, con un mensaje que incluya la dirección física. El software de comunicaciones debe mantener una caché con los pares IP-dirección física. De este modo la siguiente vez que hay que hacer una transmisión a es dirección IP, ya conoceremos la dirección física.
El protocolo RARP le permite a la estación de trabajo averiguar su dirección IP desde una tabla de búsqueda entre las direcciones MAC (direcciones físicas) y las direcciones IP alojadas por una pasarela ubicada en la misma red de área local (LAN).
Para poder hacerlo, el administrador debe definir los parámetros de la pasarela (router) con la tabla de búsqueda para las direcciones MAC/IP. A diferencia del ARP, este protocolo es estático. Por lo que la tabla de búsqueda debe estar siempre actualizada para permitir la conexión de nuevas tarjetas de interfaz de red.
Objetivos
El protocolo ARP tiene un papel clave entre los protocolos de capa de Internet relacionados con el protocolo TCP/IP, ya que permite que se conozca la dirección física de una tarjeta de interfaz de red correspondiente a una dirección IP. Por eso se llama Protocolo de Resolución de Dirección.
Cada equipo conectado a la red tiene un número de identificación de 48 bits. Éste es un número único establecido en la fábrica en el momento de fabricación de la tarjeta. Sin embargo, la comunicación en Internet no utiliza directamente este número (ya que las direcciones de los equipos deberían cambiarse cada vez que se cambia la tarjeta de interfaz de red), sino que utiliza una dirección lógica asignada por un organismo: la dirección IP.
Para que las direcciones físicas se puedan conectar con las direcciones lógicas, el protocolo ARP interroga a los equipos de la red para averiguar sus direcciones físicas y luego crea una tabla de búsqueda entre las direcciones lógicas y físicas en una memoria caché.
Cuando un equipo debe comunicarse con otro, consulta la tabla de búsqueda. Si la dirección requerida no se encuentra en la tabla, el protocolo ARP envía una solicitud a la red. Todos los equipos en la red comparan esta dirección lógica con la suya. Si alguno de ellos se identifica con esta dirección, el equipo responderá al ARP, que almacenará el par de direcciones en la tabla de búsqueda, y, a continuación, podrá establecerse la comunicación.
Modo de trabajo
El sistema de direccionamiento del protocolo IP plantea un problema desde el punto de vista de direccionamiento del nivel físico . Por ejemplo en una red local Ethernet, dos dispositivos solo pueden comunicarse si se conocen sus respectivas direcciones físicas MAC. En base a su funcionamiento, el protocolo ARP es de nivel de red según el modelo de referencia OSI y sus especificaciones están desarrolladas en la RFC 826.
El protocolo ARP permite encontrar las direcciones físicas basándose en las direcciones IP de los dispositivos. Para ello se realiza:
- Primero, una solicitud de tipo broadcast de un paquete ARP conteniendo entre otros datos la dirección IP que se desea localizar. Todos los dispositivos de la red reciben este mensaje.
- Segundo, solamente aquel dispositivo cuya dirección IP coincida con la recibida, responde con otro paquete de respuesta del protocolo ARP. Este paquete contiene la dirección física (MAC) de dicho dispositivo. Al recibirse la respuesta, el primer dispositivo "aprende" la dirección física (MAC) del segundo. Esta información se mantiene en memoria caché para posteriores envíos. Las entradas en la memoria caché se asocian a un temporizador para permitir la modificación dinámica de la dirección física de los dispositivos porque:
- la dirección IP puede ser cambiada por necesidades de operación y
- la dirección física MAC también cambia si se cambia su tarjeta de red.
Las llamadas al protocolo ARP proceden de los protocolos de nivel de enlace, ya que estos son los que reciben los paquetes del protocolo IP con sus direcciones IP, y que para construir su trama requieren de las direcciones MAC equivalentes a estas direcciones IP.
El protocolo ARP cuando recibe la solicitud de una dirección MAC sigue el procedimiento siguiente:
- Primero consulta en la tabla ARP del propio dispositivo.
- Si se encuentra dicha dirección IP en la tabla ARP, responde con la correspondiente dirección física.
- Sí no está en la tabla ARP, envía una solicitud ARP de broadcasting.
- Cuando recibe la respuesta, almacena la dirección IP y la física correspondiente en su tabla ARP para posibles usos futuros.
Refinamiento ARP
Para evitar el tráfico de red que ocasiona ARP al realizar muchas peticiones, el capítulo analiza necesidades de solicitudes y explica sobre los refinamientos que ARP considera para no saturar la red.
Encapsulación e identificación de ARP
Especifica cómo se envía y se recibe un mensaje de tipo ARP, encapsulado en una trama Ethernet. Conteste si el mensaje ARP se encapsula en una trama o en un datagrama.
Estructura del paquete
Se explica el formato del mensaje ARP/RARP cuando se utiliza para la transformación de una dirección IP en una dirección Ethernet.
El mensaje ARP corresponde al campo de datos del protocolo de nivel de enlace de la red en cuestión. Así si es una red 802.3/Ethernet con protocolo 802.2 SNAP, los campos SAP origen y destino contienen el número 170, y el campo de tipo de Ethernet 2054, indicativo de que se trata de un mensaje ARP. Por esta razón se considera que es un protocolo de nivel de red según el modelo de referencia OSI.
Los campos de la dirección física del destino van a 0 en el mensaje de búsqueda. El dispositivo destino insertará aquí su dirección física en el mensaje ARP de respuesta.
Trucos para visualizar el contenido de la tabla
En UNIX, se puede usar el comando arp –a para obtener el contenido de la tabla
La duración de una entrada es de 20 minutos.
- arp [-vn] [-H type] [-i if] -a [hostname]
- aucanada% arp –a
teix.ac.upc.es (147.83.35.110) at 00:20:E1:10:4f:34 [ether] on eth0 arenys5.ac.upc.es (147.83.35.2) at 00:10:F8:B3:E4:00 [ether] on eth0
En Windows, también hay el comando arp y su sintaxis para la visualización de la tabla ARP es ARP -a
Vease también
Fuente
Protocolos de red
Diferentes protocolos existentes
Redes informáticas: Protocolos
Protocolo ARP
Explicación y funcionamiento del Protocolo ARP
Referencias
- COMER Douglas, Redes Globales de Información con Internet y TCP/IP: Principios Básicos, Protocolos y Arquitectura, PRENTICE - HALL, Tercera Edición © 1996, Tercera Edición © 1996.
- Guía Didáctica: Redes y Sistemas Distribuidos.
