پروتکل ARP چیست و چگونه کار می کند

Address Resolution Protocol (ARP):

پروتکل یا رویه‌ای است که یک آدرس پروتکل اینترنت (IP) دائماً در حال تغییر را به یک آدرس ثابت ماشین فیزیکی، که به عنوان آدرس کنترل دسترسی رسانه (MAC) نیز شناخته می‌شود، در یک شبکه محلی (LAN) متصل می‌کند.

این روش نگاشت مهم است زیرا طول آدرس‌های IP و MAC متفاوت است و به ترجمه نیاز است تا سیستم‌ها بتوانند یکدیگر را تشخیص دهند. امروزه بیشترین استفاده IP نسخه 4 (IPv4) است. یک آدرس IP 32 بیتی است. با این حال، مک آدرس ها 48 بیت هستند. ARP آدرس 32 بیتی را به 48 و بالعکس ترجمه می کند.

یک مدل شبکه وجود دارد که به عنوان مدل اتصال سیستم های باز (OSI) شناخته می شود. اولین بار در اواخر دهه 1970 توسعه یافت، مدل OSI از لایه‌ها استفاده می‌کند تا به تیم‌های فناوری اطلاعات تصویری از آنچه در یک سیستم شبکه‌ای خاص می‌گذرد، ارائه دهد. این می تواند در تعیین اینکه کدام لایه بر روی برنامه، دستگاه یا نرم افزار نصب شده در شبکه تأثیر می گذارد و علاوه بر این، کدام متخصص فناوری اطلاعات یا مهندسی مسئول مدیریت آن لایه است، مفید باشد.

آدرس MAC همچنین به عنوان لایه پیوند داده شناخته می شود، که ارتباط بین دو دستگاه متصل فیزیکی را ایجاد و پایان می دهد تا انتقال داده ها انجام شود. آدرس IP همچنین به عنوان لایه شبکه یا لایه ای که مسئول ارسال بسته های داده از طریق روترهای مختلف است نیز نامیده می شود. ARP بین این لایه ها کار می کند.

نقش پروتکل ARP

Address Resolution Protocol به اختصار (ARP) یک پروتکل بسیار مهم در شبکه های کامپیوتری است. وقتی سیستم شخصی می خواهد پیامی را از طریق شبکه ارسال کند، باید داده ها را در لایه های مدل OSI قرار دهد. در هر لایه، باید تمام اطلاعات header مانند پورت های TCP/UDP را در header لایه ۴ ، آدرس و آدرس IP مقصد در سربرگ لایه ۳ و آدرس های MAC مبدا و مقصد را در سربرگ لایه ۲ پر کند. اگر خوب فکر کنید، همه این اطلاعات به جز آدرس MAC مقصد در دسترس مشتری نهایی است. پروتکل (ARP) برای تبدیل یک آدرس MAC بر اساس آدرس IP داده شده در یک شبکه محلی معرفی شده است.

پروتکل ARP چگونه کار می کند؟

ARP از ارتباط پخش (یک به همه) استفاده می کند تا از تمام کلاینت های نهایی در یک LAN بپرسد که آدرس فیزیکی یک IP مشخص چیست.

پیام های ARP

دو نوع اصلی بسته در عملیات پروتکل ARP وجود دارد:

• درخواست ARP
• پاسخ ARP

شکل زیر نمونه ای از هر دو نوع را نشان می دهد. می توانید مشاهده کنید که چهار قسمت در سربرگ ARP وجود دارد:

• آدرس سخت افزار منبع (MAC)
• آدرس پروتکل منبع (IP)
• آدرس سخت افزار هدف (MAC)
• آدرس پروتکل هدف (IP)

توجه داشته باشید که در پیام ARP Request ، آدرس MAC مقصد آدرس broadcast معروف FFFF-FFFF-FFFF است. این به سوئیچ های LAN نشان می دهد که این ارتباط ارتباطی broadcast شده است و همه دستگاه های متصل در LAN باید یک کپی از فریم را دریافت و پردازش کنند. مقدار مهم دیگر که باید به آن توجه کنید Target MAC 0000-0000-0000 است. این به صاحب IP Target نشان می دهد که فرستنده در تلاش است آدرس فیزیکی این IP را مشخص کند.

توجه داشته باشید که در پیامهای ARP Reply ، آدرسهای MAC مبدا و مقصد، آدرسهای unicast هستند.

جدول ARP (ARP Cache)

هنگامی که یک دستگاه آدرس MAC یک IP مشخص را با موفقیت بدست می آورد، اتصال IP-to-MAC را در جدولی به نام جدول ARP ذخیره می کند. ارتباطات بعدی به جای ارسال مجدد درخواست ARP از این اتصال ذخیره شده در حافظه cache استفاده می کنند.

جمع بندی:

• پروتکل (ARP) مکانیزمی برای تبدیل آدرس فیزیکی (MAC) به آدرس منطقی داده شده (IP) در اتصال LAN: IP-to-MAC است.
• یک درخواست ARP در یک broadcast frame قرار می گیرد. بنابراین این ارتباط یک به یک است و هر میزبان در LAN یک نسخه از درخواست ARP را دریافت می کند. فقط مالک IP هدف پاسخ می دهد.
• پاسخ ARP در یک قاب unicast است. بنابراین این یک ارتباط یک به یک بین درخواست کننده و ارسال کننده است.
• هنگامی که دستگاه آدرس فیزیکی IP را دریافت می کند، یک ورودی در ARP Table خود (ARP Cache) ایجاد می کند. هر ارتباط بعدی از ورودی ذخیره شده استفاده می کند.
• هر ورودی در جدول ARP به طور پیش فرض ۴ ساعت نگه داشته می شود. به این ARP Timeout گفته می شود.