ARP Y RARP

ARP Y RARP

Dos máquinas en una red física, se pueden comunicar solamente si conocen sus direcciones físicas de red. Los protocolos ARP y RARP se encarga de transformar una dirección IP en la dirección física correcta cuando un anfitrión o un encaminador envían un paquete a través de una red física.

ARP

Cuando dos máquinas A y B dentro de una red física requieren compartir información nos encontramos con el problema de que ambas máquinas cuentan con una dirección IP (Ia e Ib) así como una dirección física (Pa y Pb), pero para dicha transmisión de información solo la pueden realizar a través de la dirección física.

ARP

ARP

Para resolver el problema anterior la máquina A debe transformar la dirección IP en una dirección física que es la que utiliza el hardware para comunicarse con la máquina B. El problema de transformar direcciones de alto nivel en direcciones físicas se conoce como problema de asociación de direcciones.

ARP

TCP/IP utiliza dos técnicas para la definición de direcciones: 1.Asociación mediante transformación directa.

2.Definición mediante enlace dinámico.

Asociación mediante transformación directa

Esta técnica se utiliza en redes tipo proNet que utilizan números enteros pequeños para sus direcciones físicas y permite que el usuario elija una dirección de hardware cuando instala una tarjeta de interfaz en una computadora. Por lo tanto podemos asignar una dirección IP con el campo hostid igual a 1, 2, 3, etc. y configurar la dirección física con ese mismo nombre. Ejemplo:

ARP

Dirección IP                               Dirección física192.5.48.3                                  3

Por lo tanto la asociación mediante transformación directa se basa en  crear una función que resuelva la conversión entre direcciones IP y físicas de acuerdo al esquema de numeración que se utilizó en la instalación de la tarjeta de interfaz.

ARP

Pa = f(la)

Pero este tipo de conversión se dificulta en redes donde no se puede elegir la dirección física como es el caso de redes orientadas a la conexión como ATM. En estos casos se podría utilizar una tabla que almacene en memoria los pares de direcciones y la función se encargaría de buscar la dirección física correspondiente para el envío de información.

Definición mediante enlace dinámico

Esta técnica es más utilizada en redes donde no podemos configurar la dirección física como es el caso de redes Ethernet.

Para evitar el uso de tablas en memoria, se utiliza un protocolo de bajo nivel para asignar direcciones en forma dinámica conocido como Protocolo de Asociación de Direcciones (ARP).

ARP

La función de este protocolo es transmitir por difusión un paquete especial que pide al anfitrión que posee la dirección IP deseada, que responda con su dirección física. Todos los anfitriones reciben la solicitud, pero solo el anfitrión deseado reconoce su propia dirección IP y envía una respuesta que contiene su dirección física.

ARP

Memoria intermedia para asociación de direcciones

La difusión es muy costosa para utilizarse cada vez que una máquina se quiere comunicar con otra. Para reducir los costos las computadoras que utilizan ARP cuentan con una memoria intermedia que almacena las direcciones IP y las direcciones físicas de las computadoras con las que se han comunicado. De esta manera, no se requiere utilizar ARP cada vez que se quiere comunicar con una computadora ya que primero busca si existe la relación de direcciones en la memoria intermedia.

ARP

Del mismo modo las computadoras que contestan el mensaje de difusión almacenan las direcciones de la máquina que solicito la comunicación. Estas direcciones son enviadas dentro del paquete que envió la máquina solicitante dentro del ARP.

Encapsulación y formato del protocolo ARP

Cuando los mensaje ARP viajan de una máquina a otra, se deben transportar en tramas físicas.

Para identificar que la trama transporta un mensaje ARP, el transmisor asigna un valor especial al campo de tipo en el encabezado de la trama y coloca el mensaje ARP en el campo de datos de la misma.

Encapsulado ARP

Encabezado ARP

A diferencia de la mayor parte de los protocolos, los datos en los paquetes ARP no tienen un encabezado con formato fijo. Por el contrario, para hacer que ARP sea útil para varias tecnologías de red, la longitud de los campos que contienen direcciones depende del tipo de red. Sin embargo para hacer posible la interpretación de un mensaje ARP arbitrario, el encabezado incluye campos fijos cerca del comienzo, que especifican la longitud de las direcciones que se encuentran en los campos siguientes.

El formato de este encabezado es el siguiente:

Encabezado ARP

• Tipo de hardware especifica un tipo de interfaz de hardware para el que el transmisor busca una respuesta.

• Tipo de prototipo especifica el tipo de dirección de protocolo de alto nivel que proporcionó el transmisor.

• Operación especifica una solicitud ARP(1), una respuesta ARP(2), una solicitud RARP(3) o una respuesta RARP(4).

Encabezado ARP

• HLEN y PLEN permiten que ARP se utilice con redes arbitrarias ya que éstas especifican la longitud de la dirección de hardware y la longitud de la dirección del protocolo de alto nivel.

• SENDER HA y SENDER IP proporcionan las direcciones IP y de hardware del transmisor.

• TARGET IP y TARGET HA proporcionan la dirección IP del objetivo (ARP) o la dirección de hardware del objetivo (RARP).

Determinación en el arranque de una dirección Internet (RARP)

Cuando existen máquinas sin disco duro tenemos el problema de no tener memoria para almacenar una dirección IP para la máquina en cuestión, para ello se desarrollo el protocolo RARP que es similar al protocolo ARP con la diferencia de que este se encarga de pedir la dirección IP al servidor RARP de la red y almacenarla en la memoria ROM del dispositivo.

RARPPara ello la máquina emite un mensaje por difusión el cual es recibido por el servidor o servidores RARP y manda de regreso la IP que pertenece a este equipo.

RARP

Cuando se utilizan varios servidores RARP, se configuran como primarios y secundarios para evitar el exceso de tráfico al proporcionar la respuesta. Lo anterior quiere decir que cuando se pide una dirección IP el servidor primario responderá y en caso de fallar la transmisión los servidores secundarios enviarán la respuesta.