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Das ARP-Protokoll

1. Einführung

Die Abkürzung ARP bedeutet"Address Resolution Protocol". Es handelt sich um ein Netzwerkprotokoll, das auf Schicht 2 des ISO-OSI-Referenzmodells operiert. Alle Netzwerktypen und -topologien verwenden MAC-Adressen (also Hardware-Adressen), um Datenpakete zu adressieren. Damit ein eintreffendes IP-Paket innerhalb eines lokalen Netzwerks zugestellt werden kann, muss die MAC-Adresse des Ziels bekannt sein.


2. Wie funktioniert ARP?

Um zu nachzuvollziehen, wie das ARP-Protokoll funktioniert, betrachten wir ein Netzwerk mit zwei Hosts. Host A besitzt die IP-Adresse 192.168.42.1 und die MAC-Adresse AD-FE-42-10-20-30. Host B besitzt die IP-Adresse 192.168.42.2 und die MAC-Adresse DE-AD-BE-EF-42-08. Die beiden Hosts sind per Ethernet in einem Local Area Network (LAN) miteinander verbunden.

Angenommen, Host A möchte ein IP-Paket an Host B senden. Die Quell- bzw. Source-IP-Adresse des Pakets ist 192.168.42.1 und die Ziel- bzw. Destination-IP-Adresse ist 192.168.42.2. Da Ethernet verwendet wird, muss das IP-Paket in einen Ethernet-Frame gepackt werden. Die Sicherungsschicht von Host A benötigt dafür die MAC-Adresse von Host B. Der Ethernet-Frame sollte für den Fall des Transports von Host A nach Host B dann entsprechend die Quell- bzw. Source-MAC-Adresse von Host A, also AD-FE-42-10-20-30, und als Ziel- bzw. Destination-MAC-Adresse die von Host B, also DE-AD-BE-EF-42-08 besitzen. Die MAC-Adresse von Host B ist Host A zum jetzigen Zeitpunkt jedoch noch nicht bekannt.  

Wie kommt Host A nun an die MAC-Adresse von Host B? Zunächst einmal besitzt jeder Host eine sogenannte ARP-Tabelle, in der das Mapping von IP-Adresse auf MAC-Adressen stattfindet. Wenn Host A das ARP-Protokoll nutzt, sendet er zunächst einen ARP-Request. Dieser wird als Broadcast, also an alle Teilnehmer des LANs, gesendet. In diesem Request wirst du die Source-IP und -MAC-Adresse von Host A finden, sowie eine Anfrage, wie die MAC-Adresse des Hosts mit der IP-Adresse 192.168.42.2, also die von Host B, lautet. Da der Request per Broadcast versendet wird, erhält Host B diesen Request und führt daraufhin zwei Aktionen aus:

  1. Es wird ein Eintrag in der ARP-Tabelle erstellt. Dieser Eintrag erhält die IP-Adresse des Hosts, von dem der Request stammt, nämlich die von Host A. Da Host A in dem Request seine MAC-Adresse mitgeschickt hat, kann Host B diese ebenfalls eintragen. So weiß Host B nun, wie er Host A erreichen kann.
  2. Zudem sendet Host B einen sogenannten ARP-Reply an Host A. In diesem Reply teilt Host B Host A seine IP-Adresse und seine MAC-Adresse mit.

Host A wird diesen Reply empfangen und in seine ARP-Tabelle die IP-Adresse von Host B mit der dazugehörigen MAC-Adresse eintragen. Nun besitzt Host A alle Informationen, die er braucht, um den Ethernet-Frame an Host B zu senden.

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