Introduzione al protocollo di risoluzione degli indirizzi
Il protocollo di risoluzione degli indirizzi è noto anche come ARP. Associa l'indirizzo logico all'indirizzo fisico. In altre parole, possiamo dire che il protocollo di risoluzione dell'indirizzo accetta un indirizzo logico dal protocollo IP e quindi mappa quell'indirizzo all'indirizzo fisico corrispondente e quindi lo passa al livello di collegamento dati.
Formato del pacchetto del protocollo di risoluzione dell'indirizzo
Le tabelle seguenti sono il formato del pacchetto ARP:
Il formato del pacchetto ARP è mostrato come segue:
- Tipo di hardware: è un campo a 16 bit che definisce il tipo di rete su cui è in esecuzione il protocollo di risoluzione dell'indirizzo.
- Tipo di protocollo: è un campo a 16 bit che definisce il tipo di protocollo. Ad esempio per il protocollo IPv4, questo campo contiene 0800 basi 16.
- Lunghezza hardware: è un campo a 8 bit che definisce la lunghezza dell'indirizzo fisico in byte.
- Lunghezza protocollo: è un campo a 8 bit che definisce la lunghezza dell'indirizzo logico in byte.
- Operazioni: è un campo a 16 bit che definisce i tipi di pacchetti. Esistono due tipi di pacchetti ARP request (1) e ARP reply (2).
- Indirizzo hardware mittente: è un campo a lunghezza variabile che definisce l'indirizzo fisico del mittente.
- Indirizzo protocollo mittente: è un campo di lunghezza variabile che definisce l'indirizzo logico del mittente.
- Indirizzo hardware di destinazione: è un campo di lunghezza variabile che definisce l'indirizzo fisico del ricevitore.
- Indirizzo protocollo di destinazione: è un campo a lunghezza variabile che definisce l'indirizzo logico del ricevitore.
Operazioni sul protocollo di risoluzione degli indirizzi
In questa sezione, vedremo il processo ARP e quattro diversi casi in cui host o router devono utilizzare il protocollo di risoluzione dell'indirizzo.
Processo ARP
Di seguito è riportato un elenco di passaggi coinvolti nel processo ARP:
Passaggio 1: il mittente conosce l'indirizzo IP del destinatario.
Passaggio 2: il protocollo Internet richiede ad ARP di creare un messaggio di richiesta ARP che contenga informazioni come l'indirizzo fisico del mittente, il campo dell'indirizzo fisico del destinatario è riempito con 0s, l'indirizzo IP del mittente e l'indirizzo IP del destinatario.
Passaggio 3: il messaggio di richiesta ARP viene inviato al livello di collegamento dati in cui il messaggio è incapsulato nel frame utilizzando l'indirizzo fisico del mittente come indirizzo di origine e l'indirizzo di trasmissione come indirizzo di destinazione.
Passaggio 4: ogni host riceve il frame perché il frame contiene un indirizzo di destinazione della trasmissione. Tutti gli host controllano l'indirizzo con il loro indirizzo. Se la corrispondenza rileva che il pacchetto viene rilasciato su quell'host, altrimenti passa al protocollo di risoluzione dell'indirizzo.
Passaggio 5: dopo aver ricevuto la risposta dell'host di destinazione del pacchetto con il messaggio di risposta ARP che contiene l'indirizzo fisico di destinazione. Il messaggio in questo passaggio è unicast.
Passaggio 6: quando il mittente riceve un messaggio di risposta dalla destinazione, conosce l'indirizzo fisico della destinazione.
Passo 7: Ora IP Datagram trasporta i dati per la macchina target che è incapsulata e invia il modulo unicast alla destinazione.
Quattro casi diversi
Di seguito è riportato un elenco di quattro casi in cui è possibile utilizzare i servizi del protocollo di risoluzione dell'indirizzo.
Caso 1:
Dall'immagine sopra, possiamo vedere che il mittente è un host e desidera inviare un pacchetto a un altro host che si trova sulla stessa rete. In questo caso, la mappatura dell'indirizzo logico sull'indirizzo fisico è che un indirizzo IP di destinazione dovrebbe essere nell'intestazione del datagramma.
Caso 2:
Come possiamo vedere nella figura sopra, il mittente è un host e desidera inviare un pacchetto a un altro host che si trova su un'altra rete. In questo caso, l'host del mittente esamina la tabella di routing per trovare l'indirizzo IP dell'host successivo per la destinazione. L'indirizzo IP dell'host diventa l'indirizzo logico che deve essere mappato su un indirizzo fisico. Se l'host mittente non ha una tabella di routing, esamina l'indirizzo IP dell'host predefinito.
Caso 3:
Come possiamo vedere nella figura sopra, il mittente è un router che ha ricevuto un datagramma per un altro host che si trova su un'altra rete. In questo caso, il router esamina la tabella di routing e trova l'indirizzo IP del router successivo. L'indirizzo IP del router diventa l'indirizzo logico che deve essere mappato su un indirizzo fisico.
Caso 4:
Come possiamo vedere nella figura sopra, il mittente è un router che ha ricevuto un datagramma per un altro host che si trova sulla stessa rete. In questo caso, l'indirizzo IP del datagramma diventa l'indirizzo logico che deve essere mappato su un indirizzo fisico.
Pacchetto protocollo risoluzione indirizzo
Il pacchetto del protocollo di risoluzione dell'indirizzo ha cinque componenti:
1.Cache table
2.Queues
3. Modulo di uscita 4
4. Modulo di input
5. Modulo controllo cache.
Di seguito è riportato il diagramma del pacchetto del protocollo di risoluzione degli indirizzi
Discutiamo in dettaglio i componenti del pacchetto ARP.
1. Tabella cache in ARP
Quando l'host riceve l'indirizzo fisico corrispondente del datagramma IP, la tabella Cache salva questo indirizzo fisico nella sua tabella. La memorizzazione di un indirizzo fisico nella tabella della cache è limitata per un determinato periodo di tempo anziché per un tempo illimitato. La tabella della cache è composta da una matrice di voci. Ogni voce ha il seguente campo indicato.
- Stato: mostra lo stato di ogni voce. Lo stato può essere libero, risolto o in sospeso. Lo stato libero indica che il tempo di vita per l'ingresso è scaduto. Quello spazio è assegnato a una nuova voce. Lo stato risolto indica che la voce è stata completata. Una voce ha l'indirizzo fisico di destinazione. I pacchetti in attesa di essere inviati a questa destinazione possono utilizzare le informazioni nella voce. Lo stato in sospeso indica che la richiesta di iscrizione è stata dichiarata e in attesa di risposta.
- Tipo di hardware: definisce il tipo di rete su cui è in esecuzione il pacchetto ARP.
- Tipo di protocollo: definisce il tipo di protocollo su cui è in esecuzione il pacchetto ARP.
- Lunghezza hardware: definisce la lunghezza dell'indirizzo fisico.
- Lunghezza protocollo: definisce la lunghezza dell'indirizzo logico.
- Indirizzo hardware : mostra l'indirizzo fisico di destinazione.
- Indirizzo protocollo: mostra l'indirizzo logico di destinazione.
- Numero di interfaccia: è un numero di interfaccia che il router utilizza per connettersi con una rete diversa.
- Numero di coda: il protocollo di risoluzione dell'indirizzo utilizza il numero di coda per accodare i pacchetti in attesa di risoluzione dell'indirizzo.
- Timeout: mostra la durata di ciascuna voce nel secondo.
- Tentativi: mostra il numero di volte in cui la richiesta ARP è stata inviata per ciascuna voce.
2. Code
Il protocollo di risoluzione dell'indirizzo contiene una serie di code per la destinazione, ad esempio una coda per ogni destinazione per contenere il pacchetto IP mentre il protocollo di risoluzione dell'indirizzo risolve l'indirizzo fisico. Il modulo di output invia pacchetti non risolti alle rispettive code.
3. Modulo di uscita
- Il modello di output attende i pacchetti IP. Non appena riceve il pacchetto IP, controlla la tabella della cache per trovare l'indirizzo IP corrispondente della destinazione presente nel pacchetto. L'indirizzo IP di destinazione del pacchetto deve corrispondere all'indirizzo di protocollo della voce.
- Se la voce corrispondente trova e lo stato della voce è RISOLTO, il pacchetto con indirizzo hardware di destinazione viene passato al livello del collegamento dati per la trasmissione.
- Se la voce corrispondente viene trovata e lo stato della voce è IN ATTESA, il pacchetto attende fino a quando non viene trovato l'indirizzo hardware della destinazione.
- Se la voce corrispondente non trova, il modulo di output crea una coda e accoda il pacchetto. Crea una nuova voce e dà allo stato IN ATTESA e imposta i tentativi su 1. Trasmette il pacchetto di richiesta ARP per l'indirizzo di destinazione.
4. Modulo di input
- Il modulo di input attende il pacchetto del protocollo di risoluzione dell'indirizzo. Non appena arriva il pacchetto di risoluzione dell'indirizzo, controlla la voce corrispondente al pacchetto di risoluzione dell'indirizzo nella tabella di cassa. L'indirizzo di protocollo della destinazione deve corrispondere all'indirizzo di protocollo della voce.
- Se viene trovata la voce corrispondente e lo stato della voce è RISOLTO, il modulo di input aggiorna la voce e il time outfield. La voce viene aggiornata perché potrebbero esserci possibilità di modifica dell'indirizzo hardware.
- Se viene trovata la voce corrispondente e lo stato della voce è IN ATTESA, il modulo di input aggiorna la voce copiando l'indirizzo hardware della destinazione nel campo dell'indirizzo hardware della voce e aggiorna il campo dello stato su RISOLTO. Aggiorna inoltre il campo di timeout della voce.
- Se la voce corrispondente non trova il modulo di input creare una nuova voce e aggiungerla alla tabella. Aggiorna il campo dello stato su RISOLTO e il time outfield della voce.
- Quindi il modulo di input controlla se il pacchetto ARP ricevuto è una risposta o una richiesta. Se si tratta di una richiesta ARP, il modulo di input crea immediatamente una risposta ARP e la invia al mittente. Il pacchetto di risposta ARP viene creato modificando il valore del pacchetto dalla richiesta alla risposta.
5. Modulo di controllo della cache
- Il modulo di controllo della cache mantiene la tabella della cache. Controlla periodicamente la voce della tabella cache inserendo cioè cinque secondi.
- Se il campo di stato della voce è GRATUITO, controlla un'altra voce.
- Se il campo di stato della voce è IN ATTESA, il modulo di controllo della cache aumenta il valore del campo del tentativo di 1. Verifica quindi il valore del campo del tentativo. Se il valore del campo del tentativo è maggiore del limite massimo consentito, aggiorna il campo dello stato su LIBERO e distrugge la coda corrispondente.
- Se il campo di stato della voce è RISOLTO, il modulo di controllo della cache riduce il valore del time outfield di 1. Verifica quindi il valore del time outfield. Se il valore del time outfield è inferiore o uguale a zero, aggiorna il campo di stato dello stato su FREE e distrugge la coda corrispondente.
Conclusione
In questo articolo, abbiamo visto cos'è il protocollo di risoluzione degli indirizzi, il formato dei pacchetti in ARP e il suo funzionamento con immagini e spiegazioni negli argomenti secondari per una migliore comprensione.
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