3.8 Протоколы сетевого уровня (1/4)

Протоколы сетевого уровня - предназначается для определения пути передачи данных. Отвечают за трансляцию логических адресов и имён в физические, определение кратчайших маршрутов, коммутацию и маршрутизацию, отслеживание неполадок и заторов в сети. На этом уровне работает такое сетевое устройство, как маршрутизатор.

На сетевом уровне определяются два вида протоколов. Первый вид - сетевые протоколы - реализуют продвижение пакетов через сеть. Именно эти протоколы обычно имеют в виду, когда говорят о протоколах сетевого уровня. Однако часто к сетевому уровню относят и другой вид протоколов, называемых протоколами обмена маршрутной информацией или просто протоколами маршрутизации. С помощью этих протоколов маршрутизаторы собирают информацию о топологии межсетевых соединений. Протоколы сетевого уровня реализуются программными модулями операционной системы, а также программными и аппаратными средствами маршрутизаторов.

На сетевом уровне работают протоколы еще одного типа, которые отвечают за отображение адреса узла, используемого на сетевом уровне, в локальный адрес сети. Такие протоколы часто называют протоколами разрешения адресов - Address ResolutionProtocol,ARP. Иногда их относят не к сетевому уровню, а к канальному, хотя тонкости классификации не изменяют их сути. Примером протоколов сетевого уровня являются протокол межсетевого взаимодействияIPстекаTCP/IP.

Устройства сетевого уровня

Маршрутизаторы

Основная задача маршрутизатора - выбор наилучшего маршрута в сети - часто является достаточно сложной с математической точки зрения.Особенно интенсивных вычислений требуют протоколы, основанные на алгоритме состояния связей, вычисляющие оптимальный путь - OSPF,BGP. Кроме этой основной функции в круг ответственности маршрутизатора входят и другие задачи, такие как буферизация,фильтрация и фрагментация перемещаемых пакетов. При этом очень важна производительность, с которой маршрутизатор выполняет эти задачи.

Поэтому типичный маршрутизатор является мощным вычислительным устройством с одним или даже несколькими процессорами, часто специализированными или построенными на RISC-архитектуре, со сложным программным обеспечением. То есть сегодняшний маршрутизатор - это специализированный компьютер, имеющий скоростную внутреннюю шину или шины (с пропускной способностью 600-2000 Мбит/с), часто использующий симметричное или асимметричное мультипроцессирование и работающий под управлением специализированной операционной системы, относящейся к классу систем реального времени. Многие разработчики маршрутизаторов построили в свое время такие операционные системы на базе операционной системы Unix, естественно,значительно ее переработав.

Маршрутизаторы могут поддерживать как один протокол сетевого уровня (например, IP, IPX илиDECnet), так и множество таких протоколов. В последнем случае они называютсямногопротокольными маршрутизаторами. Чем больше протоколов сетевого уровня поддерживает маршрутизатор, тем лучше он подходит для корпоративной сети.

Большая вычислительная мощность позволяет маршрутизаторам наряду с основной работой по выбору оптимального маршрута выполнять и ряд вспомогательных высокоуровневых функций.

Классификация маршрутизаторов по областям применения

По областям применения маршрутизаторы делятся на несколько классов.

Магистральные маршрутизаторы (backbone routers) - предназначены для построения центральной сети корпорации. Центральная сеть может состоять из большого количества локальных сетей, разбросанных по разным зданиям и использующих самые разнообразные сетевые технологии, типы компьютеров и операционных систем.

Магистральные маршрутизаторы - это наиболее мощные устройства, способные обрабатывать несколько сотен тысяч или даже несколько миллионов пакетов в секунду, имеющие большое количество интерфейсов локальных и глобальных сетей. Чаще всего магистральный маршрутизатор конструктивно выполнен по модульной схеме на основе шасси с большим количеством слотов - до 10(например, DES -7210).Большое внимание уделяется в магистральных моделях надежности и отказоустойчивости маршрутизатора, которая достигается за счет системы терморегуляции, избыточных источников питания, заменяемых «на ходу» (hot swap) модулей, а также симметричного мультипроцессирования.

Маршрутизаторы региональных отделений - соединяют региональные отделения между собой и с центральной сетью. Сеть регионального отделения, так же как и центральная сеть, может состоять из нескольких локальных сетей. Такой маршрутизатор обычно представляет собой некоторую упрощенную версию магистрального маршрутизатора. Возможен также конструктив с фиксированным количеством портов. Поддерживаемые интерфейсы локальных и глобальных сетей менее скоростные. Примерами маршрутизаторов региональных отделений могут служить модульные коммутаторыDES-7200и коммутаторы серииDGS-3610. Это наиболее обширный класс выпускаемых коммутаторов,характеристики которых могут приближаться к характеристикам магистральных маршрутизаторов, а могут и опускаться до характеристик маршрутизаторов удаленных офисов.

Маршрутизаторы удаленных офисов - соединяют,как правило, единственную локальную сеть удаленного офиса с центральной сетью или сетью регионального отделения по глобальной связи. Такие маршрутизаторы могут поддерживать и два интерфейса локальных сетей. Маршрутизатор удаленного офиса может поддерживать работу по коммутируемой телефонной линии в качестве резервной связи для выделенного канала (примерDI -804 HV ). Существует очень большое количество типов маршрутизаторов удаленных офисов. Это объясняется как массовостью потенциальных потребителей, так и специализацией такого типа устройств, проявляющейся в поддержке одного конкретного типа глобальной связи.Например, существуют маршрутизаторы, работающие только по сети ISDN, существуют модели только для аналоговых выделенных линий и т. п.

Примерами маршрутизаторов удалённых офисов могут служить DFL -800, DIR -100, DIR -300, DIR -320, DIR -628, DIR -685.

Маршрутизаторы локальных сетей (коммутаторы 3-го уровня)- предназначены для разделения крупных локальных сетей на подсети. Основное требование,предъявляемое к ним, - высокая скорость маршрутизации. Все порты имеют скорость по крайней мере 10 Мбит/с, а многие работают на скорости 100 Мбит/с и выше,поэтому всю обработку трафика можно осуществлять аппаратно и с высокой скоростью. Примерами коммутаторов 3-го уровня служат коммутаторыDES -3828, DES -3852, DGS -3610-26, DGS -3612, DGS -3650, DES -7206.

В зависимости от области применения, маршрутизаторы обладают различными основными и дополнительными техническими характеристиками.

Основные технические характеристики маршрутизатора

Основные технические характеристики маршрутизатора связаны с тем, как он решает свою главную задачу - маршрутизацию пакетов в составной сети. Именно эти характеристики прежде всего определяют возможности и сферу применения того или иного маршрутизатора.

Перечень поддерживаемых сетевых протоколов. Магистральный маршрутизатор должен поддерживать большое количество сетевых протоколов и протоколов маршрутизации,чтобы обеспечивать трафик всех существующих на предприятии вычислительных систем (в том числе и устаревших, но все еще успешно эксплуатирующихся, так называемых унаследованных - legacy), а также систем, которые могут появиться на предприятии в ближайшем будущем. Программное обеспечение магистральных маршрутизаторов обычно строится по модульному принципу, поэтому при возникновении потребности можно докупать и добавлять программные модули,реализующие недостающие протоколы.

Перечень поддерживаемых сетевых протоколов обычно включает протоколы IP,FrameRelay,ATMиEthernet,MPLS.

Протокол маршрутизации— сетевой протокол, используемый маршрутизаторами для определения возможных маршрутов следования данных в составной компьютерной сети. Применение протокола маршрутизации позволяет избежать ручного ввода всех допустимых маршрутов, что, в свою очередь, снижает количество ошибок, обеспечивает согласованность действий всех маршрутизаторов в сети и облегчает труд администраторов.

Протоколы маршрутизации делятся на два вида, зависящие от типов алгоритмов, на которых они основаны:

· Дистанционно-векторные протоколы, основаны на Distance Vector Algorithm (DVA);

· Протоколы состояния каналов связи, основаны на Link State Algorithm (LSA).

Так же протоколы маршрутизации делятся на два вида в зависимости от сферы применения:

· Междоменной маршрутизации;

· Внутридоменной маршрутизации.

Перечень протоколов маршрутизации составляют протоколы RIPv1/v2, RIPng(IPv6),OSPF,BGPv4 (IPv6),

Перечень поддерживаемых интерфейсов локальных и глобальных сетей. Для локальных сетей - это интерфейсы, реализующие физические и канальные протоколы сетейEthernet, FastEthernet, GigabitEthernet,10 GigabitEthernet.

Для глобальных связей - это интерфейсы физического уровня для связи с аппаратурой передачи данных, а также протоколы канального и сетевого уровней, необходимые для подключения к глобальным сетям с коммутацией каналов и пакетов.

Общая производительность маршрутизатора . Высокая производительность маршрутизации важна для работы с высокоскоростными локальными сетями, а также для поддержки новых высокоскоростных глобальных технологий, таких какFrameRelay,ТЗ/Е3,SDH, АТМ иMPLS.Общая производительность маршрутизатора зависит от многих факторов, наиболее важными из которых являются: тип используемых процессоров, эффективность программной реализации протоколов, архитектурная организация вычислительных и интерфейсных модулей. Общая производительность маршрутизаторов колеблется от нескольких десятков тысяч пакетов в секунду до нескольких миллионов пакетов в секунду. Наиболее производительные маршрутизаторы имеют мультипроцессорную архитектуру, сочетающую симметричные и асимметричные свойства - несколько мощных центральных процессоров по симметричной схеме выполняют функции вычисления таблицы маршрутизации, а менее мощные процессоры в интерфейсных модулях занимаются передачей пакетов на подключенные к ним сети и пересылкой пакетов на основании части таблицы маршрутизации, кэшированной в локальной памяти интерфейсного модуля.

Дополнительные функциональные возможности маршрутизаторов

Наряду с функцией маршрутизации многие устройства обладают следующими важными дополнительными функциональными возможностями, которые значительно расширяют сферу применения этих устройств.

Поддержка одновременно нескольких протоколов маршрутизации. В протоколах маршрутизации обычно предполагается, что маршрутизатор строит свою таблицу на основе работы только этого одного протокола. Деление Internet на автономные системы также направлено на исключение использования в одной автономной системе нескольких протоколов маршрутизации. Тем не менее иногда в большой корпоративной сети приходится поддерживать одновременно несколько таких протоколов, чаще всего это складывается исторически. При этом таблица маршрутизации может получаться противоречивой - разные протоколы маршрутизации могут выбрать разные следующие маршрутизаторы для какой-либо сети назначения. Большинство маршрутизаторов решает эту проблему за счет придания приоритетов решениям разных протоколов маршрутизации. Высший приоритет отдается статическим маршрутам (администратор всегда прав), следующий приоритет имеют маршруты, выбранные протоколами состояния связей, такими какOSPF, а низшим приоритетов обладают маршруты дистанционно-векторных протоколов, как самых несовершенных.

Приоритеты сетевых протоколов . Можно установить приоритет одного протокола сетевого уровня над другими. На выбор маршрутов эти приоритеты не оказывают никакого влияния, они влияют только на порядок, в котором многопротокольный маршрутизатор обслуживает пакеты разных сетевых протоколов. Это свойство бывает полезно в случае недостаточной полосы пропускания кабельной системы и существования трафика, чувствительного к временным задержкам, например голосового трафика, передаваемого одним из сетевых протоколов.

Поддержка политики маршрутных объявлений. В большинстве протоколов обмена маршрутной информации (например,RIP,OSPF) предполагается, что маршрутизатор объявляет в своих сообщениях обо всех сетях, которые ему известны. Аналогично предполагается, что маршрутизатор при построении своей таблицы учитывает все адреса сетей, которые поступают ему от других маршрутизаторов сети. Однако существуют ситуации, когда администратор хотел бы скрыть существование некоторых сетей в определенной части своей сети от других администраторов,например, по соображениям безопасности. Или же администратор хотел бы запретить некоторые маршруты, которые могли бы существовать в сети. При статическом построении таблиц маршрутизации решение таких проблем не составляет труда.Динамические же протоколы маршрутизации не позволяют стандартным способом реализовывать подобные ограничения. Существует только один широко используемый протокол динамической маршрутизации, в котором описана возможность существования правил, ограничивающих распространение некоторых адресов в объявлениях, - это протоколBGP. Необходимость поддержки таких правил в протоколеBGPпонятна, так как это протокол обмена маршрутной информацией между автономными системами, где велика потребность в административном регулировании маршрутов (например, некоторый поставщик услуг Internet может не захотеть, чтобы через него транзитом проходил трафик другого поставщика услуг). Разработчики маршрутизаторов исправляют этот недостаток стандартов протоколов, вводя в маршрутизаторы поддержку правил передачи и использования маршрутной информации, подобных тем, которые рекомендуетBGP.

Защита от широковещательных штормов (broadcaststorm). Одна из характерных неисправностей сетевого программного обеспечения - самопроизвольная генерация с высокой интенсивностью широковещательных пакетов. Широковещательным штормом считается ситуация, в которой процент широковещательных пакетов превышает 20 %от общего количества пакетов в сети. Обычный коммутатор или мост слепо передает такие пакеты на все свои порты, как того требует его логика работы, засоряя,таким образом, сеть. Борьба с широковещательным штормом в сети, соединенной коммутаторами, требует от администратора отключения портов, генерирующих широковещательные пакеты. Маршрутизатор не распространяет такие пакеты во все объединяемые им сети.

Поддержка не маршрутизируемых протоколов , таких какNetBIOS,NetBEUIили DEC LAT, которые не оперируют с таким понятием, как сеть.Маршрутизаторы могут обрабатывать пакеты таких протоколов двумя способами.

В первом случае они могут работать с пакетами этих протоколов как мосты, то есть передавать их на основании изучения МАС -адресов. Маршрутизатор необходимо сконфигурировать особым способом, чтобы по отношению к некоторым не маршрутизируемым протоколам на некоторых портах он выполнял функции моста, а по отношению к маршрутизируемым протоколам - функции маршрутизатора. Такой мост/маршрутизатор иногда называют brouter (bridgeплюсrouter).

Другим способом передачи пакетов не маршрутизируемых протоколов является инкапсуляцияэтих пакетов в пакеты какого-либо сетевого протокола. Некоторые производители маршрутизаторов разработали собственные протоколы, специально предназначенные для инкапсуляции не маршрутизируемых пакетов. Кроме того, существуют стандарты для инкапсуляции некоторых протоколов в другие, в основном вIP. Примером такого стандарта является протокол DLSw, определяющий методы инкапсуляции пакетовSDLCиNetBIOSвIP-пакеты, а также протоколы РРТР иL2TP, инкапсулирующие кадры протокола РРР вIP-пакеты.

Разделение функций построения и использования таблицы маршрутизации . Основная вычислительная работа проводится маршрутизатором при составлении таблицы маршрутизации с маршрутами ко всем известным ему сетям. Эта работа состоит в обмене пакетами протоколов маршрутизации, такими какRIPилиOSPF, и вычислении оптимального пути к каждой целевой сети по некоторому критерию. Для вычисления оптимального пути на графе,как того требуют протоколы состояния связей, необходимы значительные вычислительные мощности. После того как таблица маршрутизации составлена,функция продвижения пакетов происходит весьма просто - осуществляется просмотр таблицы и поиск совпадения полученного адреса с адресом целевой сети. Если совпадение есть, то пакет передается на соответствующий порт маршрутизатора.Некоторые маршрутизаторы поддерживают только функции продвижения пакетов по готовой таблице маршрутизации. Такие маршрутизаторы являются усеченными маршрутизаторами, так как для их полноценной работы требуется наличие полнофункционального маршрутизатора, у которого можно взять готовую таблицу маршрутизации. Этот маршрутизатор часто называется сервером маршрутов. Отказ от самостоятельного выполнения функций построения таблицы маршрутизации резко удешевляет маршрутизатор и повышает его производительность.

PPP(англ. Point-to-Point Protocol)— протокол точка-точка канального уровня (Data Link) сетевой моделиOSI. Обычно используется для установления прямой связи между двумя узлами сети, причем он может обеспечить аутентификацию соединения, шифрование и сжатие данных. Используется на многих типах физических сетей: нуль-модемный кабель, телефонная линия, сотовая связь ит.д.

PPPпредставляет собой целое семейство протоколов: протокол управления линией связи (LCP), протокол управления сетью (NCP), протоколы аутентификации (PAP, CHAP), многоканальный протоколPPP(MLPPP).

PPTP( англ. Point-to-point tunneling protocol)—туннельный протокол типа точка-точка ,позволяющий компьютеру устанавливать защищённое соединение с сервером за счёт создания специального туннеля в стандартной, незащищённой сети.PPTPпомещает (инкапсулирует) кадрыPPPвIP-пакеты для передачи по глобальнойIP-сети, напримерИнтернет.PPTPможет также использоваться для организации туннеля между двумя локальными сетями .РРТР использует дополнительноеTCP-соединение для обслуживания туннеля.

L2TP( англ.Layer 2 Tunneling Protocol )— сетевой протокол туннелирования канального уровня, сочетающий в себе протоколL2F(layer2 Forwarding), и протоколPPTPкорпорации Microsoft . Стандарт IETF . Позволяет организовыватьVPNс заданными приоритетами доступа, однако не содержит в себе средств шифрования и механизмов аутентификации (для создания защищённойVPNего используют совместно сIPSec).

Корпоративные модульные коммутаторы

Компания D - Link , предлагает модульные коммутаторы в качестве «коммутационного центра» корпоративной сети.

Модульные корпоративные коммутаторы представляют собой многофункциональные устройства, которые могут включать несколько десятков модулей различного назначения: повторителей разных технологий, коммутаторов, удаленных мостов,маршрутизаторов и т. п., которые объединены в одном устройстве с модулями-агентами протокола SNMP, и, следовательно, позволяют централизованно объединять, управлять и обслуживать большое количество устройств и сегментов,что очень удобно в сетях большого размера.

Модульный коммутаторы масштаба предприятия обычно обладает внутренней шиной или набором шин очень высокой производительности - до нескольких десятков гигабит в секунду, что позволяет реализовать одновременные соединения между модулями с высокой скоростью, гораздо большей, чем скорость внешних интерфейсов модулей. Основная идея разработчиков таких устройств заключается в создании программно настраиваемой конфигурации связей в сети,причем сами связи между устройствами и сегментами могут также поддерживаться с помощью различных методов: побитовой передачи данных повторителями, передачи кадров коммутаторами и передачи пакетов сетевых протоколов маршрутизаторами. Примером такого решения может служить устройство серии DES -7200.

Рисунок 109 . DES -7200

Маршрутизирующие коммутаторы серии DES-7200 являются мультисервисными устройствами с высокой плотностью портов и поддержкой IPv 6, предназначенными для установки на уровне ядра крупных корпоративных сетей, городских сетей или сетей операторов связи. Устройства обеспечивают высокую производительность обработки данных и возможность построение полностью защищенной сети. Помимо этого коммутаторы предоставляют распределенную платформу конвергенции сервисов и широкий выбор интерфейсовLANиWAN, позволяя удовлетворить повышенные требованиям к безопасности и производительности сети, а также предоставляемым сервисам в будущем.

Коммутаторы серии DES-7200 используют маршрутизацию,основанную на стандартах, обеспечивая поддержку сетей на основеWindows,UnixиИнтернет. Встроенная коммутационная фабрика осуществляет аппаратную фильтрацию/перенаправление пакетов на скорости канала связи.

Устанавливая в шасси модули расширения, пользователи могут получить до 384 гигабитных портов, до 32 10GE портов, до 192 портов MiniGBIC,или их комбинаций. Благодаря наличию до 8 слотов для установки дополнительных модулей и их широкому выбору типов портов, пользователи могут легко добавлять или заменять модули в соответствии с их требованиями.

Коммутаторы серии DES-7200 обеспечивают расширенную поддержкаVLAN, включая GARP/GVRP, 802.1QVLANдля повышения производительности и безопасности. Для поддержки конвергированных приложений, включаяVoIP, ERP,Интранети видеоконференции,расширенный набор функций L2/L3/L4QoS/CoSгарантирует доставку трафикакритичных к задержкам приложений с надлежащим приоритетом.

Коммутаторы серии DES-7200 поддерживаютIP-маршрутизацию(RIP,OSPF,BGP),IGMPи маршрутизацию многоадресных пакетов PIM-DM/SM,обеспечивая логическую сегментацию сети и управление трафиком. Для повышения отказоустойчивости на канальном уровне поддерживаются протоколы Spanning Tree Protocols (STP), Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP) и Multiple Spanning Tree Protocol (MSTP).

Развитые функции управления. DES-7200 поддерживает разнообразные функции сетевого управления, включая CLI,Telnet, Web-интерфейс иSNMP-управление, мониторингRMONи SingleIPManagement (SIM). Также доступны расширенные функции управления трафиком, включая управление полосой пропускания и широковещательным/многоадресным штормом.

Благодаря использованию Advanced Service Engine (ASE),DES-7200 поддерживает множество функций MPLS(Multi-protocol Label Switching),в том числе управление меткамиMPLS, LDP,MPLSL2*/L3VPNи VPLS*, позволяя провайдерам и предприятиям создавать интеллектуальные сети нового поколения,обеспечивая предоставление всего многообразия расширенных и дополнительных сервисов поверх существующей инфраструктуры. Это решение хорошо совместимо слюбой существующей инфраструктурой, в том числеIP,FrameRelay,ATMиEthernet. Существует возможность объединить абонентов, использующих различные каналы доступа, в единую инфраструктуруMPLS, не требуя замены оборудования,поскольку технологияMPLSне зависит от используемой технологии доступа.

Коммутаторы серии DES-7200 обеспечивают маршрутизациюIP-пакетов и функцию трансляции сетевых адресов (NAT) посредством ASE,одинаково полезную как при построении сети предприятия, так и в сетях провайдеров сервисовMANEthernet. Кроме того, коммутаторы DES-7200поддерживают управление доступом 802.1x, периодический запрос ввода учетной записи, несколько учетных записей, вывод статистически, ограничение полосы пропускания. Все это позволяет предоставлять домашним пользователям комплексные услугиИнтернетс использованием технологииEthernet.

Коммутаторы серии DES-7200 поддерживают множество расширенных функций управления трафиком, включая управление полосой пропускания на основе потока и управление многоадресным / широковещательным штормом. Он обеспечивает управление полосой пропускания входящего трафика с шагом до64Кбит/с. Сочетая в себе ограничение скорости, применяемое для определенных категорий абонентских CPE, и управление доступом на основе учетных записей пользователей, DES-7200 обеспечивает все необходимые функции для предоставления услуг пользователям сетиMANEthernet.

Более полную информацию о возможностях маршрутизаторов (коммутаторов L 3 ) и методов их применения можно получить, изучив учебный курс компании D - Link посвящённый этой теме.

Протоколы ARPи RARP

Несмотря на то, что в TCP/IPне рассматриваются технологии канального и физического уровней, при реальной передаче данных все равно приходится отображатьIPадрес на адрес канального уровня. Например,отображение наMAC-адресаосуществляет Address ResolutionProtocol(ARP).

ARP- очень распространённый и чрезвычайно важный протокол.Каждый узел сети имеет два адреса, физический адрес и логический адрес. В сетиEthernetдля идентификации источника и получателя информации используются оба адреса. Информация, пересылаемая от одного компьютера другому по сети, содержит в себе физический адрес отправителя,IP-адресотправителя, физический адрес получателя иIP-адресполучателя.ARP-протокол обеспечивает связь между этими двумя адресами.

DHCP(англ. DynamicHostConfiguration Protocol- протокол динамической конфигурации узла) — это сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получатьIP-адреси другие параметры, необходимые для работы в сетиTCP/IP. Данный протокол работает по модели «клиент-сервер». Для автоматической конфигурации компьютер-клиент на этапе конфигурации сетевого устройства обращается к т.н. серверуDHCP, и получает от него нужные параметры.Сетевой администраторможет задать диапазон адресов, распределяемых сервером среди компьютеров. Это позволяет избежать ручной настройки компьютеров сети и уменьшает количество ошибок. ПротоколDHCPиспользуется в большинстве крупных(и не очень) сетейTCP/IP.

ARP(англ.Address ResolutionProtocol— протокол разрешения адресов)— протокол сетевого уровня (англ.NetworkLink layer), предназначенный для преобразованияIP-адресов (адресов сетевого уровня) вMAC-адреса (адреса канального уровня) в сетяхTCP/IP.

Существует четыре типа ARP-сообщений:

· ARP- запрос (ARPrequest),

· ARP- ответ (ARPreply),

· RARP- запрос (RARP-request)

· RARP- ответ (RARP-reply).

Локальный хост при помощи ARP-запроса запрашивает физический адрес хоста-получателя. Ответ (физический адрес хоста-получателя)приходит в видеARP-ответа.Хост-получатель, вместе с ответом, шлёт также RARP-запрос, адресованный отправителю, для того, чтобы проверить егоIP-адрес.После проверкиIP-адреса отправителя начинается передача пакетов данных.

Перед тем, как создать подключение к какому-либо устройству в сети, IP-протокол проверяет свойARP-кэш, чтобы выяснить, не зарегистрирована ли в нём уже нужная для подключения информация о хосте-получателе. Если такой записи вARP-кэше нет, то выполняется широковещательныйARP-запрос. Этот запрос для устройств в сети имеет следующий смысл: «Кто-нибудь знает физический адрес устройства, обладающего следующимIP-адресом?» Когда получатель примет этот пакет, то должен будет ответить: «Да, это мойIP-адрес. Мой физический адрес следующий: …» После этого отправитель обновит свойARP-кэш, и будет способен передать информацию получателю.

Записи в ARP-кэше могут быть статическими и динамическими.Пример, данный выше, описывает динамическую запись кэша.Хост-отправитель автоматически послал запрос получателю, не уведомляя при этом пользователя.Записи вARP-кэш можно добавлять вручную, создавая статические записи кэша. Это можно сделать при помощи команды (в MSWindows):

arp-s <IPадрес><MACадрес>

После того, как IP-адреспрошёл процедуру разрешения адреса, он остаётся в кэше в течение 2-х минут. Если в течение этих двух минут произошла повторная передача данных по этому адресу, то время хранения записи в кэше продлевается ещё на 2 минуты. Эта процедура может повторяться до тех пор,пока запись в кэше просуществует до 10 минут. После этого запись будет удалена из кэша и будет отправлен повторныйARP-запрос.

Существует также протокол, решающий обратную задачу –нахождение IPадреса по известному локальному адресу. Он называется реверсивныйARP(RARP).

Работа протокола ARPначинается с просмотраARP-таблицы.Каждая строка таблицы устанавливает соответствие междуIPадресом и локальным адресом. Для каждой сети, подключённой к сетевому адаптеру или к порту маршрутизатора, строится отдельная таблица.

ARPоповещение (ARPAnnouncement)— это пакет (обычноARPзапрос) содержащий корректный физический адрес отправителя (Sender hardwareaddress,SHA) и логический адрес отправителя (Sender protocoladdress,SPA)хоста-отправителя, с логическим адресом получателя (Target protocoladdress,TPA) равнойSPA. Это не разрешающий запрос, а запрос на обновлениеARP-кэша других хостов, получающих пакет. Большинство операционных систем посылают такой пакет при включении хоста в сеть, это позволяет предотвратить ряд проблем.Например при смене сетевой карты (когда необходимо обновить связь междуIPиMACадресами), такой запрос исправит записи вARP-кэше других хостов в сети.

RARP(англ. ReverseAddress ResolutionProtocol - Обратный протокол преобразования адресов)- протокол третьего (сетевого) уровня моделиOSI, выполняет обратное отображение адресов, то есть преобразует аппаратный адресвIP-адрес.

Кэш( англ.cache ,от фр.cacher - прятать;произносится [ kæʃ ] - кэш) - промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий копию той информации, которая хранится в оперативной памяти с менее быстрым доступом, но с наибольшей вероятностью может быть оттуда запрошена. Доступ к данным в кэше идёт быстрее, чем выборка исходных данных из медленной памяти или их перевычисление, за счёт чего уменьшается среднее время доступа.