Mặc dù tất cả các máy trên mạng Internet có một hoặc nhiều địa chỉ IP, các
địa chỉ không đủ cho việc gửi các gói tin. NIC lớp liên kết dữ liệu (Network
Interface Card) như thẻ Ethernet không hiểu các địa chỉ Internet. Trong
trường hợp của Ethernet, mỗi NIC bao giờ sản xuất được trang bị với một độc đáo
địa chỉ Ethernet 48-bit. Các nhà sản xuất Ethernet NIC yêu cầu một khối
địa chỉ Ethernet từ IEEE để đảm bảo rằng không có hai NIC có cùng địa chỉ
(để tránh xung đột nên hai NIC từng xuất hiện trên cùng một mạng LAN). Những NIC
gửi và nhận các khung dựa trên địa chỉ Ethernet 48-bit. Họ không biết gì
ở tất cả các địa chỉ về 32-bit IP.
Câu hỏi đặt ra là, làm thế nào để các địa chỉ IP được ánh xạ lên lớp liên kết dữ liệu
địa chỉ, chẳng hạn như Ethernet? Để giải thích cách làm việc này, chúng ta hãy lấy ví dụ về
hình. 5-61, trong đó một trường đại học nhỏ với hai / 24 mạng được minh họa. Một
mạng (CS) là một Ethernet chuyển trong Khoa học máy tính Khoa Nó có các
tiền tố 192.32.65.0/24. LAN khác (EE), cũng chuyển sang Ethernet, là trong điện
Kỹ thuật và có tiền tố 192.32.63.0/24. Hai mạng LAN được kết nối
bởi một bộ định tuyến IP. Mỗi máy tính trên một Ethernet và mỗi giao diện trên router có
một địa chỉ duy nhất Ethernet, nhãn E1 qua E6, và một địa chỉ IP duy nhất trên
CS hoặc mạng EE.
Chúng ta hãy bắt đầu bằng cách nhìn thấy như thế nào một người dùng trên máy chủ 1 gửi một gói tin đến một người dùng trên máy chủ
2 trên mạng CS. Hãy để chúng tôi giả định người gửi biết tên của dự
thu, có thể một cái gì đó giống như eagle.cs.uni.edu. Bước đầu tiên là để tìm ra IP
địa chỉ cho máy chủ 2. Tra cứu này được thực hiện bởi DNS, mà chúng ta sẽ nghiên cứu trong
Chap. 7. Đối với thời điểm này, chúng tôi sẽ chỉ cho rằng DNS trả về địa chỉ IP cho
máy chủ 2 (192.32.65.5).
Các phần mềm lớp trên trên máy chủ 1 bây giờ xây dựng một gói tin với 192.32.65.5 trong
trường địa chỉ đích và mang lại cho nó vào phần mềm IP để truyền tải. Các IP
phần mềm có thể xem địa chỉ IP và thấy rằng các điểm đến là trên mạng CS,
(tức là, mạng riêng của mình). Tuy nhiên, nó vẫn cần một số cách để tìm thấy điểm đến của
địa chỉ Ethernet để gửi khung. Một giải pháp là phải có một tập tin cấu hình
một nơi nào đó trong hệ thống mà các bản đồ địa chỉ IP vào địa chỉ Ethernet. Trong khi giải pháp này chắc chắn là có thể, cho các tổ chức với hàng nghìn máy
vẫn giữ tất cả những tập tin này đến nay là một, công việc tốn nhiều thời gian dễ bị lỗi.
Một giải pháp tốt hơn là cho máy chủ 1 để ra một gói phát sóng vào Ethernet
yêu cầu những người sở hữu IP địa chỉ 192.32.65.5. Việc phát sóng sẽ đến tất cả các máy
trên Ethernet CS, và mỗi người sẽ kiểm tra địa chỉ IP của nó. Tổ chức 2 mình
sẽ trả lời với địa chỉ Ethernet của nó (E2). Bằng cách này, máy chủ 1 biết rằng địa chỉ IP
192.32.65.5 là trên các máy chủ với địa chỉ Ethernet E2. Các giao thức được sử dụng để
hỏi câu hỏi này và nhận được trả lời thì được gọi là ARP (Address Resolution
Protocol). Hầu như tất cả các máy trên Internet chạy nó. ARP được định nghĩa trong RFC
826.
Lợi thế của việc sử dụng ARP qua các tập tin cấu hình là sự đơn giản. Các
hệ thống quản lý không phải làm gì nhiều ngoại trừ chỉ định mỗi máy một địa chỉ IP
và quyết định về mặt nạ mạng con. ARP hiện phần còn lại.
Tại thời điểm này, các phần mềm IP trên máy chủ 1 xây dựng một khung Ethernet gửi đến
E2, đặt các gói tin IP (gửi đến 192.32.65.5) trong lĩnh vực tải trọng, và bãi
nó vào Ethernet. IP và Ethernet địa chỉ của gói tin này được đưa ra trong
hình. 5-61. Các Ethernet NIC của máy chủ 2 phát hiện khung này, công nhận nó như là một khung
cho chính nó, vá nhựa nó lên, và gây ra một ngắt. Các trình điều khiển Ethernet chiết xuất từ các IP
packet từ tải trọng và chuyển nó đến các phần mềm IP, mà thấy rằng nó là chính xác
giải quyết và xử lý nó.
Tối ưu hóa khác nhau có thể làm cho ARP làm việc hiệu quả hơn. Để
bắt đầu, một khi máy đã chạy ARP, nó lưu trữ các kết quả trong trường hợp nó cần phải
liên lạc với các máy cùng một thời gian ngắn. Tiếp theo thời gian nó sẽ tìm thấy các bản đồ riêng của mình trong
bộ nhớ cache, do đó loại bỏ sự cần thiết cho một chương trình phát sóng thứ hai. Trong nhiều trường hợp, chủ nhà cần 2will để gửi lại một trả lời, buộc nó, quá, chạy ARP để xác định người gửi
địa chỉ Ethernet. Broadcast ARP này có thể tránh được bằng cách có chủ 1 bao gồm
của nó IP-to-Ethernet lập bản đồ trong các gói tin ARP. Khi phát sóng ARP đến
tại máy chủ 2, cặp (192.32.65.7, E1) được nhập vào ARP cache của máy chủ 2. Trong
thực tế, tất cả các máy trên Ethernet có thể nhập bản đồ này vào cache ARP của họ.
Để cho phép ánh xạ để thay đổi, ví dụ, khi một máy chủ được cấu hình để sử dụng một
địa chỉ IP mới (nhưng giữ địa chỉ Ethernet cũ), các mục trong ARP bộ nhớ cache
nên thời gian ra sau một vài phút. Một cách thông minh để giúp giữ cho các thông tin lưu trữ
hiện hành và để tối ưu hóa hiệu suất là để cho mỗi máy phát sóng
mapping của nó khi nó được cấu hình. Phát sóng này thường được thực hiện dưới hình thức
một ARP tìm kiếm địa chỉ IP riêng của mình. Không nên có một phản ứng, nhưng một mặt
tác động của các chương trình phát sóng là để thực hiện hoặc cập nhật một entry trong ARP cache của tất cả mọi người.
Điều này được biết đến như một ARP vô cớ. Nếu một phản ứng nào (bất ngờ) đến nơi,
hai máy đã được phân công địa chỉ IP giống nhau. Các lỗi phải được giải quyết
bởi người quản lý mạng trước khi cả hai máy có thể sử dụng mạng.
Bây giờ chúng ta hãy nhìn vào hình. 5-61 lần nữa, chỉ có thời gian này giả định rằng máy chủ 1 muốn
gửi một gói tin để lưu trữ 4 (192.32.63.8) trên mạng EE. Host 1 sẽ thấy
địa chỉ IP đích không phải là trên mạng CS. Nó biết để gửi tất cả các off-mạng như
lưu lượng truy cập đến các bộ định tuyến, mà còn được gọi là gateway mặc định. Theo quy ước,
các cổng mặc định là địa chỉ thấp nhất trên mạng (198.31.65.1).
Để gửi một khung để các router, máy chủ 1 vẫn phải biết địa chỉ Ethernet của
router giao diện trên mạng CS. Nó phát hiện ra điều này bằng cách gửi một ARP broadcast
cho 198.31.65.1, mà từ đó nó học E3. Sau đó nó sẽ gửi các frame. Cùng
cơ chế tra cứu được sử dụng để gửi một gói tin từ router này đến tiếp theo trong một
chuỗi các router trong một con đường Internet.
Khi NIC Ethernet của router được khung này, nó mang lại cho gói tin đến các
phần mềm IP. Nó biết từ mặt nạ mạng mà gói phải được gửi lên
mạng EE, nơi nó sẽ nối tới máy chủ 4. Nếu router không biết Ethernet
địa chỉ cho máy chủ 4, sau đó nó sẽ sử dụng ARP nữa. Các bảng trong hình. 5-61 liệt kê các
nguồn và Ethernet đích và địa chỉ IP mà có mặt trong khung hình như
quan sát trên CS và mạng EE. Quan sát các địa chỉ Ethernet thay đổi
với các khung hình trên mỗi mạng trong khi các địa chỉ IP vẫn không đổi (vì
họ chỉ ra các thiết bị đầu cuối trên tất cả các mạng kết nối với nhau).
Nó cũng có thể gửi một gói tin từ máy chủ 1 để lưu trữ 4 mà không có máy chủ 1 biết
host đó 4 là trên một mạng khác nhau. Giải pháp là để có câu trả lời Router
Arps trên mạng CS cho máy chủ 4 và cung cấp địa chỉ Ethernet của nó, E3, như một phản ứng.
Nó không thể có host 4 trả lời trực tiếp bởi vì nó sẽ không thấy các
yêu cầu ARP (như các router làm không chuyển tiếp chương trình phát sóng Ethernet cấp). Các router sẽ
sau đó nhận được khung gửi đến 192.32.63.8 và chuyển tiếp vào mạng thông EE.
Giải pháp này được gọi là Proxy ARP. Nó được sử dụng trong trường hợp đặc biệt, trong đó một máy chủ
muốn xuất hiện trên mạng ngay cả khi nó thực sự nằm trên mạng khác.
Một tình trạng phổ biến, ví dụ, là một máy tính di động mà muốn một số khác
nút để nhận các gói tin cho nó khi nó là không phải trên mạng gia đình của mình.
đang được dịch, vui lòng đợi..
