Giao thức TCP/IP sử dụng ARP (Address Resolution Protocol) để tìm địa chi vật lý của trạm đích. Ví dụ khi cần gửi một gói dữ liệu IP cho một hệ thống khác trên cùng một mạng vật iý Ethernet, hệ thống gửi cần biết địa chi Ethernet của hệ thống đích để tầng liên kết dữ liệu xây dựng khung gói dữ liệu. Thông thường, mỗi hệ thống luxi giữ và cập nhật bảng thích ứng địa chi IP-MAC tại chỗ (còn được gọi là bảng ARP Cache).
Bảng thích ứng địa chỉ được cập nhật bởi người quản trị hệ thống hoặc tự động bởi giao thức ARP sau mồi lần ánh xạ được một địa chi thích ứng mới. Mỗi một thiết bị mạng có duy nhất một địa chi vật lý cổ định được nhà sản xuất cài đặt. Địa chỉ vật lý có độ dài 48bit.
Cấu trúc gói dữ liệu ARP được mô tả trong hình 5.19.
0 31
Data iỉnk type
Hlen Plen
Network type Opcode Sender data link (6byte for Ethernet)
Sender Netvvork (4byte for IP) Tagret data link (6byte) Tagret Netvvork (4byte)
Checksume
Hình 5.19 Cấu trúc gói dữ liệu ARP
- Data link type: loại còng nghệ mạng mức liên kết (Ethernet có giá trị 01).
- Netvvork type: cho biết loại mạng (IPv4, trường này có giá trị 080016).
- Hlen (Hardvvare length): độ dài địa chì mức liên kểt (6byte).
- Plen (Protocol length): cho biết độ dài địa chỉ mạng (4byte).
- Opcode (Operation code); mã lệnh yêu cầu: mã lệnh trả lời.
- Sender data link: địa chì mức liên kết của thiết bị phát gói dữ liệu.
- Sender Network: địa chì IP cùa thiết bị phát.
- Tagret Datalink: là địa chi mức liên kết cần tìm (thường được điền 0 bởi thiết bị gửi yêu cầu). Trả lời đây là địa chi mức liên kết của thiết bị gửi yêu cầu.
- Tagret Network: địa chi IP mà địa chỉ mức liên kết tương ứng cần tìm; trong trả lời đây là địa chi IP của thiết bị gửi yêu cầu.
T rước khi các thực thể trao đổi thông tin với nhau, node nguồn cần phải xác định địa chi vật lý MAC cùa node đích bằng cách tìm kiếm trong bảng địa chi IP. Nếu không tìm thấy, node nguồn gửi bản tin quảng bá (Broadcast) một gói yêu cầu ARP (ARP Request) có chứa địa chi IP nguồn, địa chi IP đích cho tất cảc các node trên mạng. Các máy nhận, đọc, phân tích và so sánh địa chi IP cùa nó với địa chi IP của gỏi tin. Nếu trùng địa chi IP, khi đó node này tìm địa chi vật lý trong bảng thích ứng địa chi IP-MAC của nó và trả lời bằng một gói ARP Rely cỏ chứa địa chi MAC cho node nguồn. Nếu không cùng địa chi IP, nó chuyển tiếp gói yêu cầu nhận được dưới dạng quảng bá cho tất cả các trạm trên mạng.
Tóm lại tiến trình của ARP được mô tả như sau:
- Node nguồn biết địa chi IP đích nhưng chưa biết địa chỉ vật lý đích. IP yêu cầu địa chi MAC cùa node đích.
- Tìm kiếm trong bảng ARP. Nếu tìm thấy sẽ trà lại địa chi MAC.
- Nếu không tìm thấy, tạo gói ARP yêu cầu và gửi tới tất cả các trạm. Nội dung gói tin bao gồm: địa chỉ vật lý đích (lấp đầy bit 0), địa chi IP của node nguồn, địa chi IP đích.
Chương 5: Internet 253
254 G/áo trinh Mạng máy tính
- Gói tin được chuyển xuống tầng liên kết dừ liệu, tại đây nỏ được gói trong một khung (Frame) dùng địa chỉ vật lý của node phát làm địa
chi nguồn và địa chi vật lý quảng bá làm địa chi đích rồi phát lên mạng.
Hệ thống A
Tóì đang tìm địa chỉ vật lỷ của nút mạng có địa chì IP:
141 25 56.23 Hệ thống B
Request
a) APP phát quảng bá
b) APP trả lời đon hướng
Hình 5.20: Vỉ dụ về ARP request và ARP reply
- Vì khung được phát quảng bá (Broadcast) nên tất cả các thực thể trên mạng nhận được khung này, xác định đúng kiểu 0x8060 là kiểu khung mang dữ liệu gói ARP và chuyển lên tầng Internet để cho ARP xử lý. ARP kiểm ữa địa chi IP đích, nếu không phải địa chi IP cùa thiết bị thì nó bò qua gói, nếu đúng thì nhận gói.
- Thực thể đích trả lời thực thể nguồn bằng một gói tin ARP phúc đáp có chứa địa chỉ vật lý cùa nó. Gói tin này phát đơn hướng (ưnicast) tới địa chi là địa chỉ của node nguồn lấy ra từ bản tin yêu cầu nhận được.
Chuơng 5; Internet 255
- Node nguồn nhận được bản tin ARP phúc đáp và biết được địa chi vật lý của thiết bị đích. Tuỳ theo gói tin trả lời, ARP cập nhật vào bảng ARP và gừi địa chì MAC cho IP.
- Sau đó, nút nguồn có thể phát dữ liệu đcm hướng trực tiếp tới thiết bị đích.