Протоколи ARP, RARP, ICMP: принцип на действие, цел

Ако компютър се свърже с друго подобно устройство в същата мрежа, се изисква физически или MAC адрес. Но тъй като приложението е предоставило IP адреса на получателя, той се нуждае от някакъв механизъм, който да го свърже с MAC адреса. Това се прави с помощта на протокола ARP. IP адресът на целевия възел се излъчва и получаващият възел съобщава източника на своя MAC адрес.

Това означава, че във всеки случай, когато машината А възнамерява да прехвърли пакетите с данни към устройство В, тя трябва да изпрати ARP пакет, за да разреши MAC адреса B. Следователно, това увеличава натоварването на трафика твърде много, следователно, за да се намалят разходите за комуникация, компютрите, които те използват ARP протоколи, те пазят кеша на новопридобитите IP_to_MAC адресни свързвания, т.е. те не трябва да използват повторно този протокол.

Съвременен вид

Днес са направени няколко подобрения в ARP протокола и неговата цел. Така че, когато машината А иска да изпрати пакети към устройство Б, е възможно Б да изпрати данни за А скоро. Поради тази причина, за да се избегне ARP за машина B, A трябва да свърже IP_to_MAC адреса, когато изисква MAC адрес B в специален пакет.

Тъй като A изпраща първоначалната си заявка за MAC адрес B, всеки компютър в мрежата трябва да извлече и съхрани свързването на IP_to_MAC адреса в кеша си. Когато се появи нов компютър в мрежата (например, когато операционната система се рестартира), тя може да излъчи това свързване към всички други машини могат да го съхраняват в техните кешира. Това ще премахне много ARP пакети с всички други машини, когато те искат да комуникират с добавеното устройство.

Варианти на протокола ARP

Помислете за сценарий, при който компютърът се опитва да комуникира с отдалечена машина, използвайки PING програмата, докато не е имало предходен обмен на IP дейтаграми между тези устройства, и ARP пакет трябва да бъде изпратен, за да идентифицира MAC адреса на отдалечения компютър.

Протоколът за адресиране на искане на адрес (който изглежда като AAAA извикване към BBBB - IP адреси) се излъчва в локалната мрежа, използвайки Ethernet протокола от тип 0x806. Пакетът се отхвърля от всички машини, с изключение на целта, която отговаря с отговор на APR (AAAA - hh: hh: hh: hh: hh: hh: hh: hh: hh: hh: hh е адресът на Ethernet източника). Този отговор е unicast на машината с IP адреса на BBBB.Тъй като съобщението APR протокол за заявка включва хардуерен адрес (а именно, Ethernet източник) на искащия компютър, целевото устройство не се нуждае от друго съобщение, за да го разбере.

Взаимно свързване с други протоколи

След като разберете за какво е ARP протокол, трябва да помислите за неговото взаимодействие с други мрежови елементи.

RARP - това е протоколът чрез която физическа машина в локалната мрежа може да направи заявка за намиране на нейния IP адрес от таблицата на протоколите или кеширане на сървъра на шлюза. Това е необходимо, защото постоянно инсталираният диск не може да присъства на устройството, където може постоянно да съхранява своя IP адрес. Мрежовият администратор създава таблица в маршрутизатора на локалния мрежов шлюз, който преобразува адресите на физическия компютър (или MAC контрол на достъпа) до съответния ip. Когато се конфигурира нова машина, нейната RARP клиентска програма изисква от RARP сървъра на маршрутизатора да изпрати своя IP адрес. Ако приемем, че записът е конфигуриран в таблицата на рутера, този RARP сървър ще върне "ip" на компютъра, който може да го запази за бъдеща употреба. По този начин, това е също своеобразен протокол за определяне на адреса.

Подробно механизъм

Както машината, която издава заявката, така и сървърът, на който отговарят, използват физически мрежови адреси в процеса на тяхната кратка връзка. Обикновено искащият компютър не го знае. По този начин заявката се предава на всички машини в мрежата. Сега заявителят трябва да се идентифицира уникално със сървъра. За да направите това, можете да използвате серийния номер на процесора или физическия мрежов адрес на устройството. Използването на втория като уникален идентификатор има две предимства:

• Тези адреси са винаги налични и не е задължително да са свързани с началния код.
• Тъй като идентификационната информация зависи от мрежата, а не от процесора, всички машини в тази мрежа ще предоставят уникални идентификатори.

Подобно на ARP съобщение, RARP заявка се изпраща от един компютър на друг, капсулирана в частта с данни на мрежовия кадър. Етернет мрежата, съдържаща я, има обичайните преамбюли, адресите за източник и дестинация на Ethernet, както и полетата от тип пакети пред рамката. Рамката кодира стойност от 8035, за да идентифицира съдържанието му като RARP съобщение. Част от данните за рамката включва 28-октетно съобщение.

Подателят изпраща RARP заявка, която се идентифицира като инициатор на заявката и целевата машина, и изпраща физическия си мрежов адрес в целевото адресно поле на хардуера. Всички устройства в мрежата получават заявката, но само тези, които са упълномощени да предоставят RARP, обработват заявката и изпращат отговор. Такива машини са известни неофициално като сървъри на този протокол. За успешната реализация на ARP / RARP протоколите, мрежата трябва да съдържа поне един такъв сървър.

Те отговарят на заявката, като попълват адресното поле на целевия протокол, променят типа на съобщението от заявката до отговор и изпращат отговора директно на машината, която изпраща заявката.

RARP синхронизация на транзакции

Тъй като RARP използва директно физическата мрежа, никой друг протоколен софтуер не трябва да отговаря на заявката или да я препредава отново. RARP трябва да изпълнява тези задачи. Някои работни станции, които разчитат на такъв протокол за изтегляне, предпочитат да се опитат неопределено дълго, докато получат отговор. Други изпълнения декларират неуспех след няколко опита да се попречи на мрежата да се запълни с ненужно излъчване.

Предимства на Mulitple RARP сървъри: висока надеждност.

Недостатък: Претоварването може да възникне, когато всички сървъри реагират.

По този начин, за да се избегнат недостатъците, можете да използвате първични и вторични сървъри. На всеки компютър, който изисква RARP заявка, се присвоява първичен сървър. Обикновено отговаря на всички нужди, но ако не успее, следователят може да изчака и да препредава заявката. Ако вторият сървър получи второ копие на заявката в рамките на кратко време от първия, той отговаря. Но все пак може да възникне проблем, при който всички вторични сървъри реагират по подразбиране, като по този начин претоварват мрежата. По този начин, проблемът е да се избегне едновременното предаване на отговори от двата сървъра. Всеки вторичен сървър, който приема заявката, изчислява случайно закъснение и след това изпраща отговор.

RARP Недостатъци

Тъй като работи на ниско ниво, то изисква директни адреси в мрежата, което затруднява приложенията да създават сървър. Той не използва изцяло възможностите на мрежа като ethernet, която се използва за изпращане на минимален пакет. Тъй като отговорът от сървъра съдържа само една малка информация, 32-битовият интернет адрес на RARP е официално описан в RFC903.

ICMP протокол

Този протокол криптира механизма, който шлюзовете и хостовете използват за обмен на информация за управление или грешка. Интернет протоколът осигурява надеждна услуга без връзка с данни, дейтаграмата се движи от шлюза към шлюза, докато достигне тази, която може да я достави директно до крайното местоназначение.

Ако шлюзът не може да маршрутизира или достави дейтаграма, или ако открие необичайно условие, като претоварване на мрежата, което влияе върху способността му да пренасочва дейтаграмата, то трябва да бъде инструктирано от източника да предприеме действия, за да избегне или отстрани проблема.

връзка

Протоколът за управление на интернет протокола позволява на шлюзовете да изпращат съобщения за грешки или да управляват съобщения към други шлюзове или хостове. ICMP осигурява комуникация между интернет протокола между компютрите. Това е така наречения специален механизъм за съобщения, добавен от разработчиците към TCP / IP протоколите. Това позволява на шлюзовете в интернет да съобщават за грешки или да изпращат информация за непредвидени обстоятелства.

Самият IP протокол не съдържа нищо, което да помогне да се свърже с тестването на изпращача или да научи за неуспехите. Докладите за грешки и корекциите се докладват от ICMP само по отношение на първоначалния източник. Той трябва да свързва грешките с отделните приложни програми и да предприема действия за коригиране на проблемите. По този начин той предоставя възможност на шлюза да докладва за грешка. Въпреки това, тя не определя напълно действията, които трябва да бъдат предприети за коригиране на проблема.

ICMP е ограничен от първоначалния източник, но не и от междинните ICMP съобщения. Те се изпращат по интернет в частта с данни от IP дейтаграмата, която се премества по мрежата. Ето защо те са тясно свързани с протокола ARP. ICMP съобщенията се маршрутизират по същия начин като дейтаграми, съдържащи информация за потребителите без допълнителна надеждност или приоритет.

Налице е изключение за процедури за обработка на грешки, когато IP дейтаграма, която носи ICMP съобщения, не се генерира за грешки, които произтичат от дейтаграми, съдържащи съобщения за грешки.

ICMP формат на съобщенията

Той има три полета:

• 8-битово цяло число TYPE, идентифициращо съобщението;
• 8-битово поле CODE, което предоставя допълнителна информация за неговия тип;
• 16-битово поле CHECKSUM (ICMP използва същия контролен алгоритъм, който покрива само съобщението на този протокол).

В допълнение, ICMP съобщенията за грешки във всички случаи включват заглавието и първоначалните 64 бита на данните на дейтаграмите, които причиняват проблема.

Искания и отговори

TCP / IP предоставя инструменти, които помагат на мрежовите мениджъри или потребители да идентифицират мрежови проблеми. Един от най-често използваните инструменти за отстраняване на грешки е да се правят извиквания за заявки за ехо и ICMP съобщения. Хостът или шлюзът изпраща съобщение до определена дестинация.

Всеки компютър, който получава ехо-заявка, създава отговор и го връща на първоначалния подател. Заявката включва незадължителна област за препращане на данни. Отговорът има копие на данните, изпратени в заявката. Пингът и отговорът, свързани с него, могат да се използват за проверка на наличността на постижимата цел и отговор.

Тъй като заявката и отговорът се изпращат в IP дейтаграми, успешното получаване потвърждава, че системата работи правилно. За да направите това, трябва да бъдат изпълнени следните условия:

• Изходният IP софтуер трябва да насочва дейтаграмата;
• Междинните шлюзове с местоназначението и източника трябва да работят и правилно да маршрутизират дейтаграмата;
• Целевият компютър трябва да работи и трябва да изпълнява както ICMP софтуер, така и IP;
• Маршрутите в шлюзовете по обратния път трябва да са правилни.

Как работи?

Работата на протоколите ARP и ICMP е тясно свързана. Всеки път, когато грешка пречи на дейтаграмата да бъде пренасочена или доставена към шлюза, тя изпраща съобщението за недостъпност на получателя обратно към изходния код и след това изтрива дейтаграмата. Неправилните мрежови проблеми обикновено означават неуспех при прехвърлянето на данни. Тъй като съобщението включва кратък префикс на дейтаграмата, причиняваща проблема, източникът знае точно кой от адресите е недостъпен. Посоката може да не е налична, тъй като хардуерът временно е изключен, подателят е съобщил за несъществуващ целеви адрес или защото шлюзът няма маршрут до целевата мрежа.

Въпреки че шлюзовете изпращат съобщения до местоназначението си, ако не могат да маршрутизират или доставят дейтаграми, не всички такива грешки могат да бъдат открити. Ако дейтаграмата съдържа параметър на изходния маршрут с невалидни данни, той може да задейства съобщение за грешка в изходния маршрут.