ARP (Address Resolution Protocol - Giao thức Phân giải Địa chỉ) chuyển đổi địa chỉ Internet Protocol (IP) thành địa chỉ mạng vật lý tương ứng của nó. Các mạng IP, bao gồm cả những mạng chạy trên Ethernet và Wi-Fi, yêu cầu ARP để hoạt động.
Lịch sử và Mục đích của ARP
ARP được phát triển vào đầu những năm 1980s như một giao thức dịch địa chỉ chung cho các mạng IP. Ngoài Ethernet và Wi-Fi, ARP đã được triển khai cho ATM, Token Ring và các loại mạng vật lý khác.
ARP cho phép mạng quản lý các kết nối độc lập với thiết bị vật lý cụ thể được gắn vào từng kết nối. Điều này cho phép giao thức internet hoạt động hiệu quả hơn so với việc quản lý các thiết bị phần cứng và mạng vật lý khác nhau một cách độc lập.
Cách ARP hoạt động
ARP hoạt động ở Lớp 2 trong mô hình OSI. Hỗ trợ giao thức được triển khai trong trình điều khiển thiết bị của các hệ điều hành mạng. Internet RFC 826 ghi lại chi tiết kỹ thuật của giao thức, bao gồm định dạng gói tin và hoạt động của các thông điệp yêu cầu và phản hồi.
ARP hoạt động trên các mạng Ethernet và Wi-Fi hiện đại như sau:
- Bộ điều hợp mạng được sản xuất với một địa chỉ vật lý nhúng trong phần cứng gọi là địa chỉ Media Access Control (MAC). Các nhà sản xuất đảm bảo các địa chỉ 6-byte (48-bit) này là duy nhất vì IP dựa trên các định danh duy nhất này để gửi tin nhắn.
- Trước khi bất kỳ thiết bị nào gửi dữ liệu đến thiết bị đích khác, nó phải xác định địa chỉ MAC dựa trên địa chỉ IP của nó. Các ánh xạ địa chỉ IP-đến-MAC này được lấy từ bộ nhớ đệm ARP được duy trì trên mỗi thiết bị.
- Nếu địa chỉ IP cho trước không xuất hiện trong bộ nhớ cache của thiết bị, thiết bị đó không thể gửi tin nhắn đến đích cho đến khi nó lấy được ánh xạ mới. Để làm điều này, thiết bị khởi tạo trước tiên gửi thông điệp broadcast ARP request trên subnet cục bộ. Máy chủ với địa chỉ IP cho trước gửi phản hồi ARP reply để đáp lại broadcast, cho phép thiết bị khởi tạo cập nhật bộ nhớ cache và gửi tin nhắn trực tiếp đến đích.
Inverse ARP và Reverse ARP
Các chuyên gia đã phát triển một giao thức mạng khác gọi là RARP (Reverse ARP) vào những năm 1980 để bổ sung cho ARP. RARP thực hiện chức năng ngược lại của ARP, chuyển đổi từ địa chỉ mạng vật lý sang địa chỉ IP được gán cho các thiết bị đó. RARP đã bị lỗi thời bởi DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) và không còn được sử dụng.
Một giao thức riêng biệt gọi là Inverse ARP cũng hỗ trợ chức năng ánh xạ địa chỉ ngược. Inverse ARP không được sử dụng trên mạng Ethernet hoặc Wi-Fi, mặc dù đôi khi bạn có thể tìm thấy nó trên các loại mạng khác.
Gratuitous ARP
Để cải thiện hiệu quả của ARP, một số mạng và thiết bị mạng sử dụng phương pháp truyền thông gọi là gratuitous ARP. Một thiết bị phát broadcast thông điệp ARP request đến mạng cục bộ để thông báo sự tồn tại của nó cho các thiết bị khác.