Bevezetés a címmegoldási protokollba
A Address Resolution Protocol ARP néven is ismert. Leképezi a logikai címet a fizikai címhez. Más szavakkal azt mondhatjuk, hogy a címfelbontási protokoll elfogad egy logikai címet az IP-protokollból, majd leképezi azt a megfelelő fizikai címre, majd átadja az adatkapcsolat rétegnek.
Address Resolution Protocol csomag formátum
Az alábbi táblázatok az ARP csomag formátumát mutatják:
Az ARP csomag formátuma a következőképpen jelenik meg:
- Hardver típusa: Ez egy 16 bites mező, amely meghatározza a hálózat típusát, amelyen a címfelbontási protokoll fut.
- Protokoll típusa: Ez egy 16 bites mező, amely meghatározza a protokoll típusát. Például az IPv4 protokoll esetében ez a mező 0800 bázist tartalmaz.
- Hardver hossza: Ez egy 8 bites mező, amely bájtban meghatározza a fizikai cím hosszát.
- Protokoll hossza: Ez egy 8 bites mező, amely meghatározza a logikai cím hosszát bájtokban.
- Műveletek: Ez egy 16 bites mező, amely meghatározza a csomagok típusát. Kétféle csomag létezik: ARP kérés (1) és ARP válasz (2).
- Feladó hardver címe: Ez egy változó hosszúságú mező, amely meghatározza a feladó fizikai címét.
- Feladó protokoll címe: Ez egy változó hosszúságú mező, amely meghatározza a feladó logikai címét.
- Cél hardver címe: Ez egy változó hosszúságú mező, amely meghatározza a vevő fizikai címét.
- Cél protokoll címe: Ez egy változó hosszúságú mező, amely meghatározza a vevő logikai címét.
Címkezelési protokoll műveletek
Ebben a szakaszban az ARP folyamatát és négy különféle esetet fogunk megtekinteni, amikor a gazdagépnek vagy az útválasztónak címezési protokollt kell használnia.
ARP folyamat
Az alábbiakban felsoroljuk az ARP folyamatban részt vevő lépéseket:
1. lépés: A feladó tudja a vevő IP-címét.
2. lépés: Az Internet protokoll arra kéri az ARP-t, hogy hozzon létre egy ARP kérési üzenetet, amely olyan információkat tartalmaz, mint például a feladó fizikai címe, a fogadó fizikai cím mezője nullával van kitöltve, a küldő IP címe és a fogadó IP címe.
3. lépés: Az ARP kérési üzenet eljut az adatkapcsolat réteghez, ahol az üzenet bekerül a keretbe, a küldő fizikai címét használva forráscímként, és a sugárzási címet rendeltetési címként.
4. lépés: Minden állomás fogadja a keretet, mert a keret tartalmaz egy adási célcímet. Minden házigazda ellenőrzi a címet a címmel. Ha a meccs megegyezik, akkor a csomagot ebből a gazdagépből dobják el, különben átkerülnek a címfelbontási protokollhoz.
5. lépés: Miután megkapta a cél célgazda válaszát ARP válaszüzenettel, amely tartalmazza a cél fizikai címét. Ebben a lépésben az üzenet unicast.
6. lépés: Amikor a feladó válaszüzenetet kap a céltól, tudja a cél fizikai címét.
7. lépés: Most az IP Datagram hordozza az adatokat a beágyazott célgéppel, és az unicast formában elküldi a rendeltetési helyre.
Négy különféle eset
Az alábbiakban felsoroljuk azokat a négy esetet, amelyekben a címfelbontási protokollszolgáltatások felhasználhatók.
1. eset:
A fenti képen láthatjuk, hogy a feladó gazdagép, és csomagot akar küldeni egy másik gazdagépre, amely ugyanazon a hálózaton fekszik. Ebben az esetben a logikai címnek a fizikai címhez való rendeltetése egy rendeltetési hely IP-címének kell lennie a datagram fejlécében.
2. eset:
Amint a fenti képen láthatjuk, a feladó gazdagép, és csomagot akar küldeni egy másik gazdagépnek, amely egy másik hálózaton fekszik. Ebben az esetben a feladó gazda belenézi az irányítótáblát, hogy megtalálja a rendeltetési hely következő gazdagépének IP-címét. A gazdagép IP-címe lesz a logikai cím, amelyet fizikai címre kell leképezni. Ha a küldő gazdagépnek nincs útválasztási táblája, akkor az alapértelmezett gazdagép IP-címét veszi figyelembe.
3. eset:
Amint a fenti képen láthatjuk, a feladó egy olyan útválasztó, amely datagramot kapott egy másik gazdagép számára, amely egy másik hálózaton fekszik. Ebben az esetben az útválasztó átnézi az útválasztási táblázatot és megtalálja a következő útválasztó IP-címét. Az útválasztó IP-címe lesz a logikai cím, amelyet fizikai címre kell leképezni.
4. eset:
Amint a fenti képen láthatjuk, a feladó egy útválasztó, amely datagramot kapott egy másik gazdagép számára, amely ugyanazon a hálózaton fekszik. Ebben az esetben az datagram IP-címe lesz a logikai cím, amelyet fizikai címre kell leképezni.
Címmegoldási protokoll csomag
A Address Resolution Protocol csomag öt összetevőből áll -
1.Cache tábla
2.Queues
3.Kimeneti modul 4
4.bemeneti modul
5.Cache-vezérlő modul.
Az alábbiakban a címmegoldási protokollcsomag diagramja látható
Részletesen tárgyaljuk az ARP csomag elemeit.
1. Gyorsítótár táblázat az ARP-ben
Amikor a gazdagép megkapja az IP datagram megfelelő fizikai címét, a Cache tábla elmenti ezt a fizikai címet a táblázatába. A fizikai cím tárolása a gyorsítótáblázatban korlátozott ideig helyett egy meghatározott ideig korlátozott. A gyorsítótáblázat bejegyzések tömbéből áll. Minden bejegyzés a következő mezõvel rendelkezik.
- Állapot: Megmutatja az egyes bejegyzések állapotát. Az állam lehet szabad, feloldott vagy függőben lévő. A szabad állam azt jelenti, hogy a belépés ideje lejárt. Ezt a helyet egy új bejegyzéshez rendelték el. Megoldott állapot: a bejegyzés befejeződött. Egy bejegyzésnek a rendeltetési hely fizikai címe van. Azok a csomagok, amelyek arra a rendeltetési helyre küldenek, felhasználhatják a bejegyzésben szereplő információkat. Függő állapot: a bejegyzés iránti kérelem megtörtént, és várja a választ.
- Hardver típusa: meghatározza annak a hálózatnak a típusát, amelyen az ARP csomag fut.
- Protokoll típusa: meghatározza annak a protokollnak a típusát, amelyen az ARP csomag fut.
- Hardver hossza: meghatározza a fizikai cím hosszát.
- Protokoll hossza: meghatározza a logikai cím hosszát.
- Hardver címe : Megmutatja a rendeltetési hely fizikai címét.
- Protokoll cím: Megmutatja a rendeltetési hely logikai címét.
- Interfész száma: Ez egy interfész szám, amelyet az útválasztó használ egy másik hálózathoz történő csatlakozáshoz.
- Sor száma: A címfelbontási protokoll a sor számával használja a címfeloldásra váró csomagok meghódítását.
- Időtúllépés: Megmutatja az egyes bejegyzések élettartamát a másodikban.
- Kísérletek: Megmutatja, hogy hányszor küldték el az ARP-kérelmet minden bejegyzéshez.
2. Sorok
A Címfelbontási Protokoll sorokat tartalmaz a rendeltetési helyhez, azaz egy sor minden rendeltetési helyhez az IP-csomag tárolására, míg a Címfeloldási Protokoll feloldja a fizikai címet. A kimeneti modul meg nem oldott csomagokat küld a hozzájuk tartozó sorokba.
3. Kimeneti modul
- A kimeneti modell IP-csomagokat vár. Amint az IP-csomag megkapja, ellenőrzi a gyorsítótáblát, hogy megtalálja a csomagban lévő rendeltetési hely megfelelő IP-címét. A csomag cél IP-címének meg kell egyeznie a bejegyzés protokollcímével.
- Ha a megfelelő bejegyzés megalapozódik, és a bejegyzés állapota megoldódik, akkor a cél hardvercímmel rendelkező csomagot továbbítják az adatkapcsolat rétegre továbbításra.
- Ha a megfelelő bejegyzés megalapozott és a bejegyzés állapota PENDING, akkor a csomag vár, amíg meg nem találja a rendeltetési hely hardver címét.
- Ha a megfelelő bejegyzés nem található, akkor a kimeneti modul létrehoz egy sort és elfoglalja a csomagot. Új bejegyzést hoz létre, és PENDING állapotot ad az államnak, és megpróbálja beállítani az 1. értéket. A cél cím ARP kérési csomagját továbbítja.
4. Bemeneti modul
- A bemeneti modul várja a címfelbontási protokoll csomagot. Amint a címfelbontási csomag megérkezik, ellenőrizze a címfelbontási csomagnak megfelelő bejegyzést a pénztáblában. A cél protokoll címének meg kell egyeznie a bejegyzés protokoll címével.
- Ha a megfelelő bejegyzés megtalálható, és a bejegyzés állapota megoldódott, a bemeneti modul frissíti a bejegyzés és az idő túllépés mezőjét. A bejegyzés frissül, mivel a hardver címe megváltozhat.
- Ha a megfelelő bejegyzést megtalálja, és a bejegyzés állapota PENDING, a bemeneti modul frissíti a bejegyzést a cél hardvercímének másolásával a bejegyzés hardvercím mezőjébe, és az állapotmezőt RESOLVED-re frissíti. Ezenkívül frissíti a bejegyzés időtúllépési mezőjét.
- Ha a megfelelő bejegyzés nem található, a bemeneti modul hozzon létre egy új bejegyzést, és vegye fel a táblázatba. Frissíti az állapotmezőt RESOLVED-re és a bejegyzés időkorlátjára.
- Ezután a bemeneti modul ellenőrzi, hogy a kapott ARP-csomag válasz vagy kérés-e. Ha ez egy ARP kérés, a bemeneti modul azonnal létrehoz egy ARP választ, és elküldi azt a feladónak. Az ARP válaszcsomag úgy jön létre, hogy a csomag értékét kérésről válaszra változtatja meg.
5. Gyorsítótár-vezérlő modul
- A gyorsítótár-vezérlő modul fenntartja a gyorsítótár táblázatot. Rendszeresen, vagyis öt másodpercenként ellenőrzi a gyorsítótáblázat bejegyzését.
- Ha a bejegyzés állapotmezője INGYENES, akkor egy másik bejegyzést ellenőrzi.
- Ha a bejegyzés állapotmezője PENDING, a gyorsítótár-vezérlő modul 1-rel növeli a kísérleti mező értékét. Ezután ellenőrzi a kísérleti mező értékét. Ha a kísérleti mező értéke meghaladja az engedélyezett maximális korlátot, akkor az állapotmezőt INGYENESre frissíti és elpusztítja a megfelelő sort.
- Ha a bejegyzés állapotmezője SZOLGÁLT, a gyorsítótár-vezérlő modul 1-rel csökkenti az időkimenet értékét. Ezután ellenőrzi az időkimenet értékét. Ha az időkihagyás értéke nullánál kisebb vagy azzal egyenlő, frissíti a belépés állapotmezőjét INGYEN és elpusztítja a megfelelő sort.
Következtetés
Ebben a cikkben láttuk, hogy mi a Address Resolution Protocol, az ARP csomagformátuma, és hogyan működik képekkel és magyarázatokkal az altémákban a jobb megértés érdekében.
Ajánlott cikkek
Ez egy útmutató a címfelbontási protokollhoz. Itt tárgyaljuk a csomag formátumát, a műveleteket, valamint az ARP csomag összetevőit. A további javasolt cikkeken keresztül további információkat is megtudhat -
- Mi a hálózati protokollok?
- Mi az ARP?
- TCP / IP modell
- A hálózatépítés alapvető elemei - a TCP / IP | Vezeték nélküli hálózat