This is an old revision of the document!
ARP
ARP (_Address Resolution Protocol_) je protokol koji odabranoj IP adresi pridružuje fizičku adresu. Kako bi poslao paket na drugi uređaj na istoj lokalnoj IPv4 mreži, uređaj mora znati IPv4 adresu i fizičku adresu odredišnog uređaja. Fizička adresa nekog računala zove se MAC (_Media Access Control_) adresa. Svako mrežno sučelje ima svoju unikatnu MAC adresu koja je fiksna i trajno je pohranjena u read-only memoriji (ROM) na NIC-u (mrežnoj kartici). To znači da je adresa trajno enkodirana u ROM čipu. Doduše, na modernim operacijskim sustavima i mrežnim karticama moguće je softverski promijeniti MAC adresu. Za razliku od IP adrese koja je promjenjiva, fizička adresa je fiksna. Odredišne IPv4 adrese uređaja su poznate ili se mogu jednostavno saznati, a za otkrivanje MAC adrese koristi se protokol ARP.
ARP pruža dvije osnovne funkcije:
• otkrivanje MAC adrese na temelju IPv4 adrese
• Održavanje tablice IPv4 i MAC adresa
Ova tablica je privremeno spremljena u radnu memoriju i naziva se ARP tablica (engl. _ARP Cache_). Svaki unos/redak u ARP tablici povezuje IPv4 adresu s MAC adresom. To jednostavno znači da pronalaskom IPv4 adrese u tablici saznajemo i odgovarajuću MAC adresu. ARP tablica privremeno čuva ta adresna mapiranja uređaja na LAN-u. Ako uređaj pronađe IPv4 adresu, njena odgovarajuća MAC adresa se koristi kao odredišna MAC adresa u okviru. Ako se ne pronađe unos, uređaj šalje ARP zahtjev.
ARP zahtjevi preplavljuju sve priključke (engl. _port_) preklopnika, osim onog na kojem su primljeni. Svi Ethernet NIC-ovi na LAN-u obrađuju poruke i moraju ih dostaviti operacijskom sustavu na obradu. Svaki uređaj mora obraditi ARP zahtjev kako bi provjerio odgovara li ciljna IPv4 adresa njegovoj. Usmjerivač neće proslijediti emitirane poruke na druga sučelja. Samo jedan uređaj na LAN-u će imati IPv4 adresu koja odgovara ciljnoj IPv4 adresi u ARP zahtjevu. Svi ostali uređaji neće odgovoriti. Samo uređaj koji je izvorno poslao ARP zahtjev će primiti jednostrani ARP odgovor. Nakon što uređaj primi ARP odgovor, dodaje IPv4 adresu i odgovarajuću MAC adresu u svoju ARP tablicu. Paketi namijenjeni toj IPv4 adresi sada mogu biti enkapsulirani u okvire koristeći njezinu odgovarajuću MAC adresu. Kada odredišna IPv4 adresa nije na istoj mreži kao i izvorna IPv4 adresa, izvorni uređaj mora poslati okvir svojim zadanim vratima (engl. _default gateway_). To je sučelje lokalnog usmjerivača. Kad izvorni uređaj ima paket s IPv4 adresom na drugoj mreži, tada će taj paket enkapsulirati u okvir koristeći odredišnu MAC adresu usmjerivača. IPv4 adresa zadanih ulaznih vrata je pohranjena u IPv4 konfiguraciji računala. Kad računalo stvara paket za odredište, uspoređuje odredišnu IPv4 adresu sa svojom IPv4 adresom kako bi odredilo jesu li obje IPv4 adrese smještene na istoj mreži. Ako odredišno računalo nije na istoj mreži, izvor provjerava svoju ARP tablicu za unos s IPv4 adresom zadanih ulaznih vrata. Ako nema unosa, koristi ARP proces kako bi odredio MAC adresu zadanih ulaznih vrata.
OSI RM (_Open System Interconnection Reference_ Model) je model koji teorijski opisuje koncept komunikacijske mreže. Sadrži sedam slojeva, no za razumijevanje ovog protokola važna su nam dva:
2. sloj podatkovne veze (engl. _Data link layer_) 3. mrežni sloj (engl. _Network layer_)
MAC adresa se koristi za identifikaciju fizičkih izvornih i odredišnih uređaja (NIC-a) na lokalnom segmentu mreže. IP adresa kao protokol mrežnog (3.) sloja služi za usmjeravanje paketa po različitim mrežama, no jednom kad smo dospjeli u ispravnu mrežu, više ne operiramo na trećem sloju već na drugom. Na sloju podatkovne veze (2. sloju) nam za identificiranje računala služe MAC adrese. Ono što je IP adresa na Internetu, to je MAC adresa na lokalnoj mreži. Razlikujemo izvorišnu (_source_) i odredišnu (_destination_) MAC adresu. Izvorišna služi za identifikaciju s kojeg je uređaja došao paket. Odredišna adresa koristi se u sloju podatkovne veze kako bi uređaji utvrdili je li okvir upućen njima. Dobivena odredišna uspoređuje se s MAC adresom uređaja do kojeg je došla. Ako se podudara, uređaj prihvaća okvir. Adresa može biti _unicast_, multicast ili broadcast adresa.
Ethernet MAC adresa je 48-bitna adresa izražena koristeći 12 heksadecimalnih znakova.
Kada se računalo pokrene, NIC kopira svoju MAC adresu iz ROM-a u radnu memoriju (RAM). Pri slanju paketa na Ethernet mreži zaglavlje podatkovnog sloja uključuje izvorišnu i odredišnu MAC adresu.
Kada NIC primi Ethernet okvir, pregledava odredišnu MAC adresu kako bi vidio odgovara li ona njegovoj fizičkoj MAC adresi koja je sad pohranjena u RAM-u. Ako nisu jednake, uređaj odbacuje okvir. U suprotnom prosljeđuje okvir na više OSI slojeve.
Uređaj pošiljatelj pretražit će svoju ARP tablicu za odredišnom IPv4 adresom i odgovarajućom MAC adresom.
• Ako je odredišna IPv4 adresa paketa na istoj mreži kao i izvorna IPv4 adresa, uređaj će pretražiti ARP tablicu za tu IPv4 adresu.
• Ako je odredišna IPv4 adresa na drugoj mreži od izvorne IPv4 adrese, uređaj će pretražiti ARP tablicu za adresu default gatewaya.
U oba slučaja, pretražuje se IPv4 adresa da se pronađe odgovarajuća MAC adresa uređaja.
Na primjeru, PC1 želi poslati paket PC2-u. PC2 nije dio naše mreže. i budući da odredišna IPv4 adresa nije na istoj lokalnoj mreži kao PC1, odredišna MAC adresa je adresa MAC adresa default gateway-a, tj. sučelja na usmjerivača (engl. _router_) koji je dio naše mreže.
Usmjerivači pregledavaju odredišnu IPv4 adresu kako bi odredili najbolji put za prosljeđivanje IPv4 paketa. Kada usmjerivač primi Ethernet okvir, dekapsulira informacije podatkovnog sloja. Koristeći odredišnu IPv4 adresu određuje sljedeći skok uređaja, tj. kamo će ga dalje usmjeriti, a zatim enkapsulira IPv4 paket u novi, izmijenjeni, okvir podatkovne veze.
U našem primjeru, R1 bi sada enkapsulirati paket s novim informacijama o MAC adresi kao što je prikazano na slici.
Nova odredišna MAC adresa bila bi ona sučelja R2 G0/0/1, a nova izvorišna MAC adresa bila bi ona sučelja R1 G0/0/1.
Na svakom se skoku MAC adrese (izvorišna i odredišna) mijenjaju, ali IP adrese ostaju iste od originalnog izvora do namijenjenog odredišta.
Na Windows 10 računalu naredba arp -a koristi se za prikaz ARP tablice kako je prikazano na slici.