Відображення IP-адрес на локальні адреси
Одному з головних завдань, яке ставилося при створенні протоколу IP, було забезпечення спільної узгодженої роботи в мережі, що складається з підмереж, в загальному випадку тих, що використовують різні мережеві технології.
Взаємодія технології TCP/IP з приватними технологіями підмереж про-ісходіт багато разів при переміщенні пакету IP по складеній мережі. На кожному маршрутизаторі протокол IP визначає, в яку наступну підмережу і якому прикордонному вузлу в цій підмережі треба направити пакет. Таким прикордонним уз-лом є маршрутизатор, і протоколу IP відома його IP-адреса.
Очевидно, що для того, щоб приватна технологія підмережі змогла доставити пакет на сле-дующий маршрутизатор, необхідно:
по-перше, упакувати пакет в кадр відповідного для даної підмережі формату (наприклад, Ethernet);
по-друге, забезпечити кадр адресою, формат якої був би зрозумілий локальній технології підмережі (перетворити, наприклад, IP-адреса в МАС-адресу).
Рішенням цих задач, як вже було сказано, займається рівень мережевих інтерфейсів стека TCP/IP.
Для визначення локальної адреси по IP-адресі використовується протокол дозволу адрес (Address Resolution Protocol, ARP).
Протокол дозволу адрес реалізується різним чином залежно від того, який протокол канального рівня працює в даній мережі – протокол локальної мережі (Ethernet, Token Ring, FDDI) з можливістю широкомовного доступу одночасно до всіх вузлів мережі або ж який-небудь з протоколів глобальної мережі (Х.25, frame relay), які, як правило, не підтримують широкомовний доступ.
Розглянемо роботу протоколу ARP в мережах з широкомовленням. В результаті конфігурації мережі кожен інтерфейс знає свої IP-адреса і МАС-адреса. Крім того, на кожному інтерфейсі (мережевому адаптері або порту маршрутізато-ра) підтримується окрема ARP-таблиця, що визначає відповідність між IP-адресами і МАС-адресами інших вузлів даної підмережі.
Спочатку, при включенні комп’ютера або маршрутизатора в мережу всі його ARP-таблиці порожні.
Хай в якийсь момент модуль IP передає пакет на рівень мережевих ін-терфейсов, наприклад драйверу Ethernet, і йому потрібно знайти на основі ізвест-ного IP-адреси МАС-адресу вузла призначення. Для цього протокол IP звертається до протоколу ARP. Робота ARP починається з проглядання ARP-таблиці соответству-ющего інтерфейсу.
Як ми припустили, звернення до ARP відбулося в нача-ле роботи, і таблиця опинилася порожня. Ті ж самі дії послідували б, ес-лі б таблиця містила деякі записи, але потрібна IP-адреса в ARP-таблиці була відсутня.
У обох цих випадках витікаючий IP-пакет, для якого виявилося неможливим визначити локальну адресу з ARP-таблиці, запам’ятовується в буфері, а протокол ARP формує запит (ARP-запит), вкладає його в кадр протоколу канального рівня і розсилає широкомовно.