Introdução ao Protocolo de Resolução de Endereços

O Protocolo de resolução de endereços também é conhecido como ARP. Ele mapeia o endereço lógico para o endereço físico. Em outras palavras, podemos dizer que o protocolo de resolução de endereço aceita um endereço lógico do protocolo IP e depois mapeia esse endereço para o endereço físico correspondente e depois o passa para a camada de enlace de dados.

Formato de pacote do Address Resolution Protocol

As tabelas abaixo são o formato do pacote ARP:

O formato do pacote ARP é mostrado da seguinte forma:

  • Tipo de hardware: é um campo de 16 bits que define o tipo de rede na qual o protocolo de resolução de endereços está em execução.
  • Tipo de protocolo: é um campo de 16 bits que define o tipo de protocolo. Por exemplo, para o protocolo IPv4, este campo contém 0800 bases 16.
  • Comprimento do hardware: é um campo de 8 bits que define o comprimento do endereço físico em bytes.
  • Protocolo length: É um campo de 8 bits que define o comprimento do endereço lógico em bytes.
  • Operações: é um campo de 16 bits que define os tipos de pacotes. Existem dois tipos de pacotes de solicitação de ARP (1) e resposta de ARP (2).
  • Endereço de hardware do remetente: é um campo de tamanho variável que define o endereço físico do remetente.
  • Endereço do protocolo do remetente: é um campo de tamanho variável que define o endereço lógico do remetente.
  • Endereço de hardware de destino: é um campo de tamanho variável que define o endereço físico do receptor.
  • Endereço do protocolo de destino: é um campo de tamanho variável que define o endereço lógico do receptor.

Operações do protocolo de resolução de endereços

Nesta seção, veremos o processo ARP e quatro casos diferentes em que o host ou o roteador precisa usar o protocolo de resolução de endereços.

Processo ARP

Abaixo está uma lista de etapas envolvidas no processo ARP:

Etapa 1: o remetente conhece o endereço IP do destinatário.

Etapa 2: o protocolo da Internet solicita que o ARP crie uma mensagem de solicitação do ARP que contenha informações como endereço físico do remetente, campo de endereço físico do destinatário preenchido com 0s, endereço IP do remetente e endereço IP do destinatário.

Etapa 3: A mensagem de solicitação ARP é enviada para a camada de enlace de dados, onde a mensagem é encapsulada no quadro usando o endereço físico do remetente como endereço de origem e o endereço de broadcast como endereço de destino.

Etapa 4: Cada host recebe o quadro porque o quadro contém um endereço de destino de transmissão. Todos os hosts verificam o endereço com seu endereço. Se a correspondência encontrar, o pacote será descartado para esse host, caso contrário, ele passará para o protocolo de resolução de endereços.

Etapa 5: Depois de receber a resposta do host de destino do pacote com a mensagem de resposta ARP que contém o endereço físico de destino. A mensagem nesta etapa é unicast.

Etapa 6: quando o remetente recebe uma mensagem de resposta do destino, ele conhece o endereço físico do destino.

Etapa 7: Agora o datagrama IP carrega dados para a máquina de destino que é encapsulada e envia no formato unicast para o destino.

Quatro casos diferentes

Abaixo está a lista de quatro casos em que os serviços do protocolo de resolução de endereços podem ser usados.

Caso 1:

Na imagem acima, podemos ver que o remetente é um host e deseja enviar um pacote para outro host que esteja na mesma rede. Nesse caso, o mapeamento do endereço lógico para o endereço físico é um endereço IP de destino que deve estar no cabeçalho do datagrama.

Caso 2:

Como podemos ver na figura acima, o remetente é um host e deseja enviar um pacote para outro host localizado em outra rede. Nesse caso, o host remetente examina a tabela de roteamento para encontrar o endereço IP do próximo host para o destino. O endereço IP do host se torna o endereço lógico que deve ser mapeado para um endereço físico. Se o host do remetente não tiver uma tabela de roteamento, ele examinará o endereço IP do host padrão.

Caso 3:

Como podemos ver na figura acima, o remetente é um roteador que recebeu um datagrama para outro host localizado em outra rede. Nesse caso, o roteador examina a tabela de roteamento e encontra o endereço IP do próximo roteador. O endereço IP do roteador se torna o endereço lógico que deve ser mapeado para um endereço físico.

Caso 4:

Como podemos ver na figura acima, o remetente é um roteador que recebeu um datagrama para outro host que fica na mesma rede. Nesse caso, o endereço IP do datagrama se torna o endereço lógico que deve ser mapeado para um endereço físico.

Pacote de Protocolo de Resolução de Endereço

O Pacote de protocolos de resolução de endereços possui cinco componentes -

1. tabela de cache

2.Queues

3. Módulo de saída 4

4. módulo de entrada

5. módulo de controle de cache.

Abaixo está o diagrama do pacote de protocolos de resolução de endereços

Vamos discutir os componentes do pacote ARP em detalhes.

1. Tabela de cache no ARP

Quando o host recebe o endereço físico correspondente do datagrama IP, a tabela Cache salva esse endereço físico em sua tabela. O armazenamento de um endereço físico na tabela de cache é limitado por um período específico de tempo, em vez de um tempo ilimitado. A tabela de cache é composta por uma matriz de entradas. Cada entrada possui o seguinte campo mencionado.

  • Estado: mostra o estado de cada entrada. O estado pode ser livre, resolvido ou pendente. Estado livre significa que o tempo de vida para a entrada expirou. Esse espaço é alocado para uma nova entrada. Estado resolvido significa que a entrada está concluída. Uma entrada tem o endereço físico de destino. Pacotes que estão aguardando para serem enviados para esse destino podem usar as informações da entrada. Estado pendente significa que a solicitação para a entrada foi declarada e aguardando a resposta.
  • Tipo de hardware: define o tipo de rede na qual o pacote ARP está sendo executado.
  • Tipo de protocolo: define o tipo de protocolo no qual o pacote ARP está sendo executado.
  • Comprimento do hardware: define o comprimento do endereço físico.
  • Protocolo length: define o comprimento do endereço lógico.
  • Endereço de hardware : mostra o endereço físico de destino.
  • Endereço do protocolo: mostra o endereço lógico de destino.
  • Número da interface: é um número de interface que o roteador usa para conectar-se a uma rede diferente.
  • Número da fila: o protocolo de resolução de endereços usa o número da fila para enfileirar os pacotes que estão aguardando a resolução do endereço.
  • Tempo limite: mostra o tempo de vida de cada entrada na segunda.
  • Tentativas: Mostra o número de vezes que a solicitação ARP foi enviada para cada entrada.

2. Filas

O Address Resolution Protocol contém um conjunto de filas para destino, ou seja, uma fila para cada destino para armazenar o pacote IP enquanto o Address Resolution Protocol resolve o endereço físico. O módulo de saída envia pacotes não resolvidos para suas filas correspondentes.

3. Módulo de Saída

  • O modelo de saída aguarda pacotes IP. Assim que o pacote IP recebe, ele verifica a tabela de cache para encontrar o endereço IP correspondente do destino presente no pacote. O endereço IP de destino do pacote deve corresponder ao endereço de protocolo da entrada.
  • Se a entrada correspondente for encontrada e o estado da entrada for RESOLVIDO, o pacote com o endereço de hardware de destino será passado para a camada de enlace de dados para transmissão.
  • Se a entrada correspondente encontrada e o estado da entrada estiverem PENDENTES, o pacote aguardará até que o endereço de hardware do destino seja encontrado.
  • Se a entrada correspondente não for encontrada, o módulo de saída cria uma fila e enfileira o pacote. Ele cria uma nova entrada e fornece ao estado PENDING e define as tentativas para 1. Ele transmite o pacote de solicitação ARP para o endereço de destino.

4. Módulo de Entrada

  • O Módulo de entrada aguarda o pacote do protocolo de resolução de endereços. Assim que o pacote de resolução de endereços chegar, verifique a entrada correspondente ao pacote de resolução de endereços na tabela de caixa. O endereço de protocolo do destino deve corresponder ao endereço de protocolo da entrada.
  • Se a entrada correspondente for encontrada e o estado da entrada for RESOLVIDO, o módulo de entrada atualizará a entrada e o tempo fora do campo. A entrada é atualizada porque pode haver chances de alteração no endereço do hardware.
  • Se a entrada correspondente for encontrada e o estado da entrada estiver PENDENTE, o módulo de entrada atualizará a entrada, copiando o endereço de hardware do destino para o campo de endereço de hardware da entrada e atualize o campo de estado para RESOLVIDO. Também atualiza o campo de tempo limite da entrada.
  • Se a entrada correspondente não encontrar o módulo de entrada, crie uma nova entrada e adicione-a à tabela. Ele atualiza o campo de estado para RESOLVIDO e o tempo fora do campo da entrada.
  • Em seguida, o módulo de entrada verifica se o pacote ARP recebido é uma resposta ou solicitação. Se for uma solicitação ARP, o módulo de entrada cria imediatamente uma resposta ARP e a envia ao remetente. O pacote de resposta do ARP é criado alterando o valor do pacote de solicitação para resposta.

5. Módulo de Controle de Cache

  • O módulo de controle de cache mantém a tabela de cache. Ele verifica a entrada da tabela de cache por entrada periodicamente, ou seja, cinco segundos.
  • Se o campo de estado da entrada for GRATUITO, ele verifica outra entrada.
  • Se o campo de estado da entrada for PENDING, o módulo de controle de cache aumentará o valor do campo de tentativa em 1. Em seguida, ele verificará o valor do campo de tentativa. Se o valor do campo de tentativa for maior que o limite máximo permitido, ele atualiza o campo de estado para FREE e destrói a fila correspondente.
  • Se o campo de estado da entrada for RESOLVIDO, o módulo de controle de cache diminui o valor de time outfield em 1. Em seguida, verifica o valor do time outfield. Se o valor do tempo fora do campo for menor ou igual a zero, ele atualiza o campo de entrada do estado para FREE e destrói a fila correspondente.

Conclusão

Neste artigo, vimos o que é o Protocolo de Resolução de Endereço, o formato de pacote no ARP e sua operação com imagens e explicação nos subtópicos para melhor compreensão.

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