Протоколи дозволу ІР-адресів

Для взаємодії пристроїв необхідно, щоб у пристрою-передавача була IP- та MAC-адреса отримувача. Коли один з пристроїв намагається встановити зв’язок з іншим, що має відому IP-адресу, йому слід визначити MAC-адресу отримувача (якщо отримувач знаходиться не в локальному мережевому сегменті, існує потреба у визначенні фізичних адрес проміжних пристроїв до пункту призначення). Це потрібно для того, щоб інкапсульовані у фрейми пакети могли досягти свого адресата.

Набір протоколів TCP/IP має в своєму складі спеціальний протокол, який називається ARP (Address ResolutionProtocol – протокол перетворення адресів), який дозволяє автоматично отримати MAC-адресу [1, 4]. На рис. 1.4 проілюстровано процес, що дозволяє визначити MAC-адресу, пов’язаною з відомою IP-адресою.

Деякі пристрої зберігають спеціальні ARP-таблиці, в яких міститься інформація про MAC- та IP-адреси інших пристроїв, підключених до тієї ж локальної мережі. ARP-таблиці дозволяють встановити однозначну відповідність між IP- та MAC-адресами. Такі таблиці зберігаються у визначених областях оперативної пам’яті і обслуговуються автоматично на кожному із мережевих пристроїв (табл. 5.5 та 5.6).

Таблиця 5.5 – Запис в ARP-таблиці

В окремих випадках доводиться створювати ARP-таблиці вручну. Зверніть увагу, що кожен комп’ютер в мережі підтримує свою власну ARP-таблицю.

Куди б не передавались дані мережевим пристроєм, для їх пересилання завжди використовується інформація, що зберігається в ARP-таблиці (рис. 5.5). У випадку, коли відправник не може отримати шукану фізичну адресу зі своєї власної ARP-таблиці, ініціюється процес, який називається ARP-запитом [1, 4, 11].

Таблиця 5.6 – ARP-таблиця для адреси 198.150.11.36

Рисунок 5.4 – Отримання MAC-адреси на основі IP-адреси

Рисунок 5.5 – ARP-таблиця для невеликої мережі

ARP-запит дозволяє вузлу визначити MAC-адресу отримувача. Вузол створює фрейм ARP-запиту і розсилає його всім мережевим пристроям. Фрейм ARP-запиту складається з двох частин:

- заголовку фрейма;

- повідомлення ARP-запиту.

Для того, щоб усі пристрої могли отримати ARP-запит, використовується широкомовна MAC-адреса (така адреса містить у всіх бітах одиничні значення: FF-FF-FF-FF-FF-FF). Оскільки фрейми ARP-запиту передаються в широкомовному режимі, всі мережеві пристрої, підключені до ЛКМ можуть отримувати такі фрейми і передавати інкапсульовану в них інформацію протоколам вищих рівнів для наступної обробки. Якщо IP-адреса пристрою збігається з IP-адресою отримувача, в широкомовному ARP-запиті, то цей пристрій відповідає відправнику, повідомляючи свою МАС-адресу. Таке повідомлення називається ARP-відповіддю.

Після отримання ARP-відповіді пристрій-відправник широкомовного ARP-запиту вилучає МАС-адресу з поля апаратної адреси відправника та оновлює свою ARP-таблицю. Тепер цей пристрій може належним чином адресувати пакети, використовуючи як МАС-, так і ІР-адресу. Отримана інформація використовується для інкапсуляції даних на другому та третьому рівнях перед їх відправленням мережею. Коли дані досягають пункту призначення, на канальному рівні проводиться перевірка на відповідність адреси, відкидається канальний заголовок, який містить МАС-адреси, і дані передаються на мережевий рівень. На мережевому рівні перевіряється відповідність власної ІР-адреси та ІР-адреси отримувача, що міститься в заголовку третього рівня. На мережевому рівні відкидається ІР-заголовок, і інкапсульовані дані передаються на наступний рівень моделі OSI – транспортний (рівень 4). Подібний процес повторюється доти, доки дані, що лишилися, частково розпаковані, не досягнуть додатку (рівень 7), в якому буде прочитана частина даних користувача.

Варто знати, що існує також протокол, який вирішує зворотну задачу – знаходження ІР-адреси за відомою локальною адресою. Він називається реверсивним RARP (Reverse Address Resolution Protocol, RARP) і використовується, наприклад, при стартуванні бездискових станцій, які не знають в початковий момент своєї ІР-адреси, але знають адресу свого мережевого адаптера [1, 4, 7].