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El Protocolo ARP

Es un protocolo de nivel de red cuya función es asociar a la dirección IP su correspondiente dirección de red mac. El método utilizado para la obtención de la IP es mediante peticiones de ARP. Cuando se quiere obtener la dirección mac se envía un paquete ARP request a la dirección de multififusion de red con la IP por la que se pregunta y espera obtener un paquete ARP request de otra maquina con la dirección mac de esa dirección IP. Para optimizar esto cada maquina mantiene una cache con las direcciones traducidas esto lo llamaremos tablas ARP.

Si queremos enviar un paquete de “A” a “B” que se encuentra en la misma red lo primero que hace “A” es comprobar en su tabla ARP si se encuentra la dirección MAC de “B” si es así se utiliza si no se enviara el correspondiente paquete broadcast esperando la respuesta de la maquina cuya dirección IP corresponda con la preguntada añadiendo un nuevo registro a la tabla. Estas entradas se borran cada cierto tiempo.

En un segundo caso si “A” quiere enviar un paquete a “B” que no esta en su misma red lo que hace “A” es enviarlo a través de la dirección física de su router de salida, para ello consulta la tabla ARP realizando el correspondiente intercambio de mensajes si dicha entrada no se encuentra en la tabla. Una vez en el router este consulta su tabla de encaminamiento enviando el paquete al próximo nodo y así sucesivamente hasta que le paquete llega a un router de la red en la que se encuentre la IP destino. Una vez allí el router se encarga de averiguar la dirección física consultando su tabla ARP o preguntando con mensajes correspondientes.

Campos en los datagramas ARP:

• Hardware protocol: 16bits. Tecnología de red empleada por debajo de TCP/IP.
• Network protocol: 16 bits. Tipo de protocolo empleado a nivel 3.
• Hardware address length: 8 bits. Longitud de la dirección de red de hardware.
• Network address length: 8 bits. Longitud de la dirección de red IP.
• Operación: 16 bits. Tipo de operación que nos da información sobre si se trata de una petición o de una respuesta ARP.
• Sender hardware address: 48 bits. Dirección física MAC. de la interfaz de red del emisor.
• Sender network address: 32 bits. Direction IP del emisor.
• Target hardware address: 48 bits. Dirección física mace e la interfaz de red del receptor.
• Target network address: 32 bits. La direction IP del receptor.

El objetivo del protocolo ARP

El protocolo ARP tiene un papel clave entre los protocolos de capa de Internet relacionados con el protocolo TCP/IP, ya que permite que se conozca la dirección física de una tarjeta de interfaz de red correspondiente a una dirección IP. Por eso se llama Protocolo de Resolución de Dirección (en inglés ARP significa Address Resolution Protocol).

Cada equipo conectado a la red tiene un número de identificación de 48 bits. Éste es un número único establecido en la fábrica en el momento de fabricación de la tarjeta. Sin embargo, la comunicación en Internet no utiliza directamente este número (ya que las direcciones de los equipos deberían cambiarse cada vez que se cambia la tarjeta de interfaz de red), sino que utiliza una dirección lógica asignada por un organismo: la dirección IP.

Para que las direcciones físicas se puedan conectar con las direcciones lógicas, el protocolo ARP interroga a los equipos de la red para averiguar sus direcciones físicas y luego crea una tabla de búsqueda entre las direcciones lógicas y físicas en una memoria caché.

Cuando un equipo debe comunicarse con otro, consulta la tabla de búsqueda. Si la dirección requerida no se encuentra en la tabla, el protocolo ARP envía una solicitud a la red. Todos los equipos en la red comparan esta dirección lógica con la suya. Si alguno de ellos se identifica con esta dirección, el equipo responderá al ARP, que almacenará el par de direcciones en la tabla de búsqueda, y, a continuación, podrá establecerse la comunicación.

El protocolo RARP

El protocolo RARP (Protocolo de Resolución de Dirección Inversa) es mucho menos utilizado. Es un tipo de directorio inverso de direcciones lógicas y físicas.
En realidad, el protocolo RARP se usa esencialmente para las estaciones de trabajo sin discos duros que desean conocer su dirección física.

El protocolo RARP le permite a la estación de trabajo averiguar su dirección IP desde una tabla de búsqueda entre las direcciones MAC (direcciones físicas) y las direcciones IP alojadas por una pasarela ubicada en la misma red de área local (LAN).

Para poder hacerlo, el administrador debe definir los parámetros de la pasarela (router) con la tabla de búsqueda para las direcciones MAC/IP. A diferencia del ARP, este protocolo es estático. Por lo que la tabla de búsqueda debe estar siempre actualizada para permitir la conexión de nuevas tarjetas de interfaz de red.

El protocolo RARP tiene varias limitaciones. Se necesita mucho tiempo de administración para mantener las tablas importantes en los servidores. Esto se ve reflejado aun más en las grandes redes. Lo que plantea problemas de recursos humanos, necesarios para el mantenimiento de las tablas de búsqueda y de capacidad por parte del hardware que aloja la parte del servidor del protocolo RARP. Efectivamente, el protocolo RARP permite que varios servidores respondan a solicitudes, pero no prevé mecanismos que garanticen que todos los servidores puedan responder, ni que respondan en forma idéntica. Por lo que, en este tipo de arquitectura, no podemos confiar en que un servidor RARP sepa si una dirección MAC se puede conectar con una dirección IP, porque otros servidores ARP pueden tener una respuesta diferente. Otra limitación del protocolo RARP es que un servidor sólo puede servir a una LAN.

Para solucionar los dos primeros problemas de administración, el protocolo RARP se puede remplazar por el protocolo DRARP, que es su versión dinámica. Otro enfoque consiste en la utilización de un servidor DHCP (Protocolo de configuración de host dinámico), que permite una resolución dinámica de las direcciones. Además, el protocolo DHCP es compatible con el protocolo BOOTP (Protocolo de secuencia de arranque) y, al igual que este protocolo, es enrutable, lo que le permite servir varias LAN. Sólo interactúa con el protocolo IP.