2.2.2. Протокол arp. Отображение канального уровня на уровень межсетевого обмена
Прежде чем начать описание протокола ARP необходимо сказать несколько слов о протоколе Ethernet.
Технология Ethernet. Кадр Ethernet содержит адрес назначения, адрес источника, поле типа и данные. Размер адреса Ethernet - 6 байтов. Каждый сетевой адаптер имеет свой сетевой адрес. Адаптер "слушает" сеть, принимает адресованные ему кадры и широковещательные кадры с адресом FF:FF:FF:FF:FF:FF, отправляет кадры в сеть.
Технология Ethernet реализует метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением столкновений. Этот метод предполагает, что все устройства взаимодействуют в одной среде. В каждый момент времени передавать может только одно устройство, а все остальные только слушать. Если два или более устройств пытаются передать кадр одновременно, то фиксируется столкновение и каждое устройство возобновляет попытку передачи кадра через случайный промежуток времени. Одним словом, в каждый момент времени в сегменте узла сети находится только один кадр.
Понятно, что чем больше компьютеров подключено в сегменте Ethernet, тем больше столкновений будет зафиксировано и тем медленнее будет работать сеть. Кроме того, если в сети стоит сервер, к которому часто обращаются, то это также снизит общую производительность сети.
Важной особенностью интерфейса Ethernet является то, что каждая интерфейсная карта имеет свой уникальный адрес. Каждому производителю карт выделен свой пул адресов в рамках которого он может выпускать карты (таблица 2.1). Согласно протоколу Ethernet, каждый интерфейс имеет 6-ти байтовый адрес. Адрес записывается в виде шести групп шестнадцатиричных цифр по две в каждой (шестнадцатеричная записи байта). Первые три байта называются префиксом, и именно они закреплены за производителем. Каждый префикс определяет 224 различных комбинаций, что равно почти 17-ти млн. адресам.
Таблица 2.1 <PПрефиксы адресов Ethernet интерфейсов(карт) и Производители, за которыми эти префиксы закреплены
Префикс | Производитель | Префикс | Производитель |
00:00:0C | Cisco | 08:00:0B | Unisys |
00:00:0F | NeXT | 08:00:10 | T&T |
00:00:10 | Sytek8:00:11 | Tektronix |
|
00:00:1D | Cabletron | 08:00:14 | Exelan |
00:00:65 | Network General | 08:00:1A | Data General |
00:00:6B | MIPS | 08:00:1B | Data General |
00:00:77 | Cayman System | 08:00:1E | Sun |
00:00:93 | Proteon | 08:00:20 | CDC |
00:00:A2 | Wellfleet | 08:00:2% | DEC |
00:00:A7 | NCD | 08:00:2B | Bull |
00:00:A9 | Network Systems | 08:00:38 | Spider Systems |
00:00:C0 | Western Digital | 08:00:46 | Sony |
00:00:C9 | Emulex | 08:00:47 | Sequent |
00:80:2D | Xylogics Annex | 08:00:5A | IBM |
00:AA:00 | Intel | 08:00:69 | Silicon Graphics |
00:DD:00 | Ungermann-Bass | 08:00:6E | Exelan |
00:DD:01 | Ungermann-Bass | 08:00:86 | Imageon/QMS |
02:07:01 | MICOM/Interlan | 08:00:87 | Xyplex terminal servers |
02:60:8C | 3Com | 08:00:89 | Kinetics |
08:00:02 | 3Com(Bridge) | 08:00:8B | Pyromid |
08:00:03 | ACC | 08:00:90 | Retix |
08:00:05 | Symbolics | AA:00:03 | DEC |
08:00:08 | BBN | AA:00:04 | DEC |
08:00:09 | Hewlett-Packard |
|
|
Протокол ARP (RFC 826). Address Resolution Protocol используется для определения соответствия IP-адреса адресу Ethernet. Протокол используется в локальных сетях. Отображение осуществляется только в момент отправления IP-пакетов, так как только в этот момент создаются заголовки IP и Ethernet. Отображение адресов осуществляется путем поиска в ARP-таблице. Упрощенно, ARP-таблица состоит из двух столбцов:
IP-адрес | Ethernet-адрес |
223.1.2.1 | 08:00:39:00:2F:C3 |
223.1.2.3 | 08:00:5A:21:A7:22 |
223.1.2.4 | 08:00:10:99:AC:54 |
В первом столбце содержится IP-адрес, а во втором Ethernet-адрес. Таблица соответствия необходима, так как адреса выбираются произвольно и нет какого-либо алгоритма для их вычисления. Если машина перемещается в другой сегмент сети, то ее ARP-таблица должна быть изменена.
Таблицу ARP можно посмотреть, используя команду arp:
quest:/usr/paul:\[8\]%arp -a
paul.polyn.kiae.su (144.206.192.34) at 0:0:1:16:2:45
polyn.net.kiae.su (144.206.130.137) at 0:1:1b:9:d0:90
arch.kiae.su (144.206.136.10) at 0:0:c:1b:ae:7b
demin.polyn.kiae.su (144.206.192.4) at 0:0:1:16:29:80
quest:/usr/paul:\[9\]%
Правда здесь существуют нюансы. В каждый момент времени таблица ARP разная. Это хорошо видно на следующем примере:
Ix: {8} arp -a
polyn.net.kiae.su (144.206.130.137) at 0:1:1b:9:d0:90 permanent
quest.net.kiae.su (144.206.130.138) at 0:0:1b:12:32:32
? (144.206.140.201) at 0:0:c0:89:c4:a4
polyn.net.kiae.su (144.206.160.32) at 0:80:29:b1:9f:e3 permanent
Ix.polyn.kiae.su (144.206.160.33) at (incomplete)
Ix: {9} ping apollo.polyn.kiae.su
PING apollo.polyn.kiae.su (144.206.160.40): 56 data bytes
64 bytes from 144.206.160.40: icmp_seq=0 ttl=255 time=1.409 ms
64 bytes from 144.206.160.40: icmp_seq=1 ttl=255 time=0.799 ms
64 bytes from 144.206.160.40: icmp_seq=2 ttl=255 time=0.797 ms
64 bytes from 144.206.160.40: icmp_seq=3 ttl=255 time=0.857 ms
^C
--- apollo.polyn.kiae.su ping statistics ---
4 packets transmitted, 4 packets received, 0% packet loss
round-trip min/avg/max = 0.797/0.965/1.409 ms
Ix: {10} arp -a
polyn.net.kiae.su (144.206.130.137) at 0:1:1b:9:d0:90 permanent
quest.net.kiae.su (144.206.130.138) at 0:0:1b:12:32:32
? (144.206.140.201) at 0:0:c0:89:c4:a4
polyn.net.kiae.su (144.206.160.32) at 0:80:29:b1:9f:e3 permanent
Ix.polyn.kiae.su (144.206.160.33) at (incomplete)
apollo.polyn.kiae.su (144.206.160.40) at 8:0:9:b:3d:b8
Ix: {11}
В приведенном примере подчеркиванием выделены команды, которые пользователь вводил из командной строки. При первом использовании команды ARP в таблице ARP нет машины apollo.polyn.kiae.su, хотя она находится в том же сегменте Ethernet, что и машина polyn.net.kiae.su, на которой выполняются команды. После выполнения команды ping в таблицу добавляется новая строка, которая задает соответствие Ethernet-адреса машины apollo и ее IP-адреса.
Кроме этого, в обоих отчетах arp есть строка с пустым именем машины, а точнее символом "?" в имени машины. В разделе 3.1 будут подробно рассмотрены вопросы определения имени машины по IP-адресу и IP-адреса по имени машины. В данном случае для машины с адресом 144.206.140.201 просто не определено соответствие между IP-адресом и именем машины.
При работе в локальной IP-сети при обращении к какому-либо ресурсу, например архиву FTP, его Ethernet-адрес ищется по IP-адресу в ARP-таблице и после этого запрос отправляется на сервер.
ARP-таблица заполняется автоматически, что хорошо видно из приведенного ранее примера. Если нужного адреса в таблице нет, то в сеть посылается широковещательный запрос типа "чей это IP-адрес?". Все сетевые интерфейсы получают этот запрос, но отвечает только владелец адреса. При этом существует два способа отправки IP-пакета, для которого ищется адрес: пакет ставится в очередь на отправку или уничтожается. В первом случае за отправку отвечает модуль ARP, а во втором случае модуль IP, который повторяет посылку через некоторое время. Широковещательный запрос выглядит так:
IP-адрес отправителя | 223.1.2.1 |
Ethernet-адрес отправителя | 08:00:39:00:2F:C3 |
Искомый IP-адрес | 222.1.2.2 |
Искомый Ethernet-адрес | <пусто> |
Ответ машины, чей адрес ищется, будет выглядеть следующим образом:
IP-адрес отправителя | 222.1.2.2 |
Ethernet-адрес отправителя | 08:00:28:00:38:А9 |
IP-адрес получателя | 223.1.2.1 |
Ethernet-адрес получателя | 08:00:39:00:2F:C3 |
Полученный таким образом адрес будет добавлен в ARP-таблицу.
Следует отметить, что если искомого IP-адреса нет в локальной сети и сеть не соединена с другой сетью шлюзом, то разрешить запрос не удается. IP-модуль будет уничтожать такие пакеты, обычно по time-out (превышен лимит времени на разрешение запроса). Модули прикладного уровня, при этом, не могут отличить физического повреждения сети от ошибки адресации.
Однако в современной сети Internet, как правило, запрашивается информация с узлов, которые реально в локальную сеть не входят. В этом случае для разрешения адресных коллизий и отправки пакетов используется модуль IP.
Если машина соединена с несколькими сетями, т.е. она является шлюзом, то в таблицу ARP вносятся строки, которые описывают как одну, так и другую IP-сети. При использовании Ethernet и IP каждая машина имеет как минимум один адрес Ethernet и один IP-адрес. Собственно Ethernet-адрес имеет не компьютер, а его сетевой интерфейс. Таким образом, если компьютер имеет несколько интерфейсов, то это автоматически означает, что каждому интерфейсу будет назначен свой Ethernet-адрес. IP-адрес назначается для каждого драйвера сетевого интерфейса. Грубо говоря, каждой сетевой карте Ethernet соответствуют один Ethernet-адрес и один IP-адрес. IP-адрес уникален в рамках всего Internet.
Назад | Содержание | Вперед
- Администрирование в информационных системах
- Глава 1. Информационные процессы в системах управления. Цели, задачи и функции администрирования в информационных системах
- Глава 2. Программное и техническое обеспечение современных ис и технологий управления организацией
- Глава 3. Методология построения администрирования и его средства
- Глава 4. Обеспечение иб в администрировании ис
- Глава 5. Управление конфигурацией и ресурсами ис
- Глава 6. Сетевые службы и их мониторинг
- Глава 7. Управление пользователями, сетевыми службами, дисками, службой печати
- 1.Теория администрирования сетей tcp/ip
- 1.1. Организация сети tcp/ip
- 1.2. Межсетевой обмен в сетях tcp/ip
- 1.3. Основные протоколы стека tcp/ip
- IPing - новое поколение протоколов ip
- 1.4. Принципы построения ip-адресов
- 1.5. Подсети
- 1.6.Порты и сокеты
- 1.7.Основные принципы ip-маршрутизации
- 1.8.Информационные сервисы Internet
- 1.9 Система Доменных Имен
- 1.10 Электронная почта в Internet
- 1.11 Взаимодействие отдельных эвм друг с другом
- 1.12 Обмен файлами. Служба ftp
- 2. Администрирование сетей
- 2.1. Учетные записи и группы безопасности
- 2.1.1. Понятие пользовательской учетной записи
- 2.1.2.Встроенные пользовательские учетные записи Windows 2000/xp
- 2.1.3. Группы безопасности
- 2.1.4.Типы учетных записей
- 2.1.5. Встроенные группы безопасности
- 2.2. Администрирование файлов и папок
- 2.2.1. Режимы доступа к папкам
- 2.2.2. Права доступа
- 2.3.3 Права доступа при копировании (перемещении) файлов.
- 2.3. Сервисы сетей ncp/ip
- 2.3.1. Протокол динамической конфигурации клиентских машин
- Администрирование информационных систем Правила эксплуатации и ответственные за их соблюдение
- Проектирование информационных систем и их приемка
- Защита от вредоносного программного обеспечения
- Обслуживание систем
- Сетевое администрирование
- Защита носителей информации
- Обмен данными и программным обеспечением
- Проблема организации администрирования крупных информационных систем.
- Администрирование в информационных системах
- 1. Ведение. Основные проблемы администрирования сетей tcp/ip и информационных технологий Internet
- 1.1. Организация сети tcp/ip
- 1.2. Подключениe локальной или корпоративной сети к Internet
- 1.3. Маршрутизация в сетях tcp/ip
- 1.4. Система доменных имен
- 1.5. Обмен электронной почтой
- 1.6. Организация информационного обслуживания на основе технологий Internet
- 1.7. Проблемы безопасности сетей tcp/ip
- 2. Основы межсетевого обмена в сетях tcp/ip
- 2.1. Структура стека протоколов tcp/ip
- 2.2. Основные протоколы стека tcp/ip
- 2.2.1. Протоколы slip и ppp
- 2.2.2. Протокол arp. Отображение канального уровня на уровень межсетевого обмена
- 2.2.3. Протокол ip
- 2.8. Формат пакета Ipv4
- 2.2.4. IPing - новое поколение протоколов ip
- 2.3. Принципы построения ip-адресов
- 2.4. Подсети
- 2.5. Порты и сокеты
- 2.6. Основные принципы ip-маршрутизации
- 2.7. Настройка операционной системы и сетевые интерфейсы
- 2.8. Настройка сетевых интерфейсов
- 2.8.1. Настройка Ethernet-интерфейса
- 2.8.2. Настройка slip
- 2.8.3. Настройка интерфейса ppp
- 2.9. Маршрутизация, протоколы динамической маршрутизации, средства управления маршрутами
- 2.9.1. Статическая маршрутизация
- 2.9.2. Динамическая маршрутизация
- 2.9.3. Программа routed
- 2.9.4. Программа gated
- 2.10 Анализ и фильтрация tcp/ip пакетов
- 3. Информационные сервисы Internet
- 3.1. Система Доменных Имен
- 3.1.1. Принципы организации dns
- 3.1.3. Регистрация доменных имен
- 3.1.4. Серверы доменных имен и механизм поиска ip-адреса
- 3.1.5. Настройка resolver
- 3.1.6. Программа named
- 3.1.6.1. Файлы настройки named
- 3.1.6.2. Запись "Start Of Authority"
- 3.1.6.3. Запись "Name Server"
- 3.1.6.4. Адресная запись "Address"
- 3.1.6.5. Запись Mail eXchanger
- 3.1.6.6. Запись назначения синонима каноническому имени "Canonical Name"
- 3.1.6.7. Записи типа "Pointer"
- 3.1.6.8. Запись типа hinfo
- 3.1.6.9. Запись определения информационных сервисов "Well Known Services"
- 3.1.6.10. Команды описания зоны
- 3.1.6.11. Файлы описания зоны
- 3.1.7. Примеры настроек программы named и описания зон
- 3.1.7.1. Небольшой поддомен в домене ru
- 3.1.7.2. Описание "прямой" и "обратной" зон для поддомена определенного на двух подсетях
- 3.1.7.3. Делегирование поддомена внутри домена
- 3.1.8. Программа nslookup
- 3.1.9. Dns и безопасность
- 3.2. Электронная почта в Internet
- 3.2.1. Принципы организации
- 3.2.2. Формат почтового сообщения (rfc-822)
- 3.2.3. Формат представления почтовых сообщений mime и его влияние на информационные технологии Internet
- 3.2.3.1. Поле версии mime (mime-Version)
- 3.2.3.2. Поле типа содержания тела почтового сообщения (Content-Type)
- 3.2.3.3. Поле типа кодирования почтового сообщения (Content-Transfer-Encoding)
- 3.2.3.4. Дополнительные необязательные поля
- 3.2.4. Протокол обмена почтой smtp (Simple Mail Transfer Protocol)
- 3.2.5. Интерфейс Eudora
- 3.2.6. Системы почтовой рассылки (программа sendmail)
- 3.2.6.1. Принцип работы программы sendmail
- 3.2.7. Настройка программы sendmail
- 3.2.7.1. Тестирование Sendmail и способы запуска
- 3.3. Эмуляция удаленного терминала. Удаленный доступ к ресурсам сети
- 3.3.1. Протокол Telnet
- 3.3.2. Интерфейс пользователя (telnet) и демон (telnetd)
- 3.3.2.1. Программа-сервер (telnetd)
- 3.3.2.2. Программа-клиент (telnet)
- 3.3.3. Организация модемных пулов, настройка оборудования. Квоты пользователей
- 3.4. Обмен файлами. Служба архивов ftp
- 3.4.1. Типы информационных ресурсов
- 3.4.2. Протокол ftp
- 3.4.3. Сервер протокола - программа ftpd
- 3.5. Администрирование серверов World Wide Web
- 3.5.1. История развития, отцы-основатели, современное состояние
- 3.5.2. Понятие гипертекста
- 3.5.3. Основные компоненты технологии World Wide Web
- 3.5.4. Архитектура построения системы
- 3.5.4.1. Язык гипертекстовой разметки html
- 3.5.4.2. Принципы построения и интерпретации html
- 3.5.5. Протокол обмена гипертекстовой информацией (HyperText Transfer Protocol, http 1.0.)
- 3.5.5.1. Форма запроса клиента
- 3.5.5.2. Методы доступа
- 3.5.5.3. Ответ сервера
- 3.5.5.4. Защита сервера от несанкционированного доступа
- 3.5.6. Universal Resource Identifier - универсальный идентификатор. Спецификация универсального адреса информационного ресурса в сети
- 3.5.6.1. Принципы построения адреса www
- 3.5.6.2. Схемы адресации ресурсов Internet
- 3.5.7. Common Gateway Interface - средство расширения возможностей технологии World Wide Web
- 3.5.7.1. Механизмы обмена данными
- 3.5.7.2. Практика применения скриптов cgi
- 3.5.8. Выбор и установка сервера протокола http и другого программного обеспечения базы данных World Wide Web
- 3.5.8.1. Структура базы данных сервера www
- 3.5.8.2. Редакторы html-документов
- 3.5.8.3. Графические редакторы и их особенности
- 3.5.8.4. Серверы протокола http
- 3.5.8.5. Выбор, установка и настройка сервера
- 3.5.8.6. Обслуживание запросов
- 3.5.9. Организация информационной службы на основе технологии World Wide Web
- 3.5.9.1. Статистика доступа к системе и ее анализ
- 3.6. Информационно-поисковые системы Internet
- 3.6.1. Архитектура современных информационно-поисковых систем World Wide Web
- 3.6.2. Информационные ресурсы и их представление в информационно-поисковой системе
- 3.6.3. Информационно-поисковый язык системы
- 3.6.4. Типы информационно-поисковых языков
- 3.6.5. Традиционные информационно-поисковые языки и их модификации
- 3.6.6. Информационно-поисковые языки Internet
- 3.6.7. Интерфейс системы
- 5. Литература
- Администрирование сети и сервисов internet учебное пособие
- Содержание
- Введение в ip-сети
- Принципы построения составных сетей
- Локализация трафика и изоляция сетей
- Согласование протоколов канального уровня
- Маршрутизация в сетях с произвольной топологией
- Сетевой уровень и модель osi
- Функции сетевого уровня
- Протоколы передачи данных и протоколы обмена маршрутной информацией
- Стек протоколов tcp/ip История и перспективы стека tcp/ip
- Структура стека tcp/ip. Краткая характеристика протоколов
- Адресация в ip-сетях Типы адресов: физический (mac-адрес), сетевой (ip-адрес) и символьный (dns-имя)
- Три основных класса ip-адресов
- Соглашения о специальных адресах: broadcast, multicast, loopback
- Отображение физических адресов на ip-адреса: протоколы arp и rarp
- Отображение символьных адресов на ip-адреса: служба dns
- Автоматизация процесса назначения ip-адресов узлам сети - протокол dhcp
- Протокол межсетевого взаимодействия ip
- Формат пакета ip
- Управление фрагментацией
- Маршрутизация с помощью ip-адресов
- Пример взаимодействия узлов с использованием протокола ip
- Структуризация сетей ip с помощью масок
- Протокол доставки пользовательских дейтаграмм udp
- Зарезервированные и доступные порты udp
- Мультиплексирование и демультиплексирование прикладных протоколов с помощью протокола udp
- Формат сообщений udp
- Протокол надежной доставки сообщений tcp
- Сегменты tcp
- Порты и установление tcp-соединений
- Концепция квитирования
- Реализация скользящего окна в протоколе tcp
- Выбор тайм-аута
- Реакция на перегрузку сети
- Формат сообщений tcp
- Протокол обмена управляющими сообщениями icmp Общая характеристика протокола icmp
- Формат сообщений протокола icmp
- Сообщения о недостижимости узла назначения
- Перенаправление маршрута
- Протоколы обмена маршрутной информацией стека tcp/ip
- Дистанционно-векторный протокол rip
- Комбинирование различных протоколов обмена. Протоколы egp и bgp сети Internet
- Протокол состояния связей ospf
- Развитие стека tcp/ip: протокол iPv.6
- Администрирование информационных систем (tcp/ip)
- Преподаватели
- Аннотация
- Знания и умения, полученные в результате обучения
- Зачет и экзамен
- Требования к начальному уровню знаний
- Программа курса
- Полезные Интернет-ссылки