ARP (Address Resolution Protocol) konvertiert eine IP-Adresse (Internet Protocol) in die entsprechende physische Netzwerkadresse. IP-Netzwerke, einschließlich der Netzwerke, die über Ethernet und Wi-Fi laufen, benötigen ARP, um zu funktionieren.
Geschichte und Zweck von ARP
ARP wurde in den frühen achtziger Jahren als allgemeines Adressübersetzungsprotokoll für IP-Netzwerke entwickelt. Neben Ethernet und WLAN wurde ARP auch für ATM, Token Ring und andere physische Netzwerktypen implementiert.
Mit ARP kann ein Netzwerk Verbindungen unabhängig von dem jeweils angeschlossenen physischen Gerät verwalten. Dadurch konnte das Internet-Protokoll effizienter arbeiten, als wenn es Adressen aller Arten von Hardwaregeräten und physischen Netzwerken selbst verwalten müsste.
Wie funktioniert ARP?
ARP arbeitet im OSI-Modell auf Layer 2. Die Protokollunterstützung ist in den Gerätetreibern von Netzwerkbetriebssystemen implementiert. Internet RFC 826 dokumentiert technische Details des Protokolls einschließlich seines Paketformats und der Funktionsweise von Anforderungs- und Antwortnachrichten
ARP funktioniert auf modernen Ethernet- und Wi-Fi-Netzwerken wie folgt:
- Netzwerkadapter werden mit einer in die Hardware eingebetteten physischen Adresse, der MAC-Adresse (Media Access Control), hergestellt. Die Hersteller achten darauf, dass diese 6-Byte-Adressen (48-Bit) eindeutig sind, da IP diese eindeutigen Bezeichner für die Nachrichtenübermittlung benötigt.
- Wenn ein Gerät Daten an ein anderes Zielgerät senden möchte, muss es zunächst die MAC-Adresse dieses Ziels anhand seiner IP-Adresse ermitteln. Diese IP-zu-MAC-Adresszuordnungen werden von einem abgeleitet ARP-Cache auf jedem Gerät beibehalten.
- Wenn die angegebene IP-Adresse nicht im Cache eines Geräts angezeigt wird, kann dieses Gerät keine Nachrichten an dieses Ziel weiterleiten, bis es eine neue Zuordnung erhält. Dazu sendet das auslösende Gerät zuerst eine ARP-Anfrage Broadcast-Nachricht im lokalen Subnetz. Der Host mit der angegebenen IP-Adresse sendet eine ARP-Antwort Als Reaktion auf die Übertragung kann das initiierende Gerät seinen Cache aktualisieren und Nachrichten direkt an das Ziel übermitteln.
Inverse ARP und Reverse ARP
In den achtziger Jahren wurde ein Netzwerkprotokoll namens RARP (Reverse ARP) entwickelt, um ARP zu ergänzen. Wie der Name schon sagt, hat RARP die entgegengesetzte Funktion von ARP ausgeführt, indem es physische Netzwerkadressen in die diesen Geräten zugewiesenen IP-Adressen konvertiert. RARP wurde von DHCP für veraltet erklärt und wird nicht mehr verwendet.
Ein separates Protokoll namens Inverse ARP unterstützt auch die Reverse Address Mapping-Funktion. Inverse ARP wird auch nicht in Ethernet- oder Wi-Fi-Netzwerken verwendet, obwohl es manchmal bei anderen Typen vorhanden ist.
Unentgeltliche ARP
Um die Effizienz von ARP zu verbessern, verwenden einige Netzwerke und Netzwerkgeräte ein Kommunikationsverfahren, das als kostenloses ARP bezeichnet wird. Dabei sendet ein Gerät eine ARP-Anforderungsnachricht an das gesamte lokale Netzwerk, um die anderen Geräte über seine Existenz zu informieren.
