¿Qué es ARP? El Protocolo de resolución de direcciones (ARP) es un protocolo de comunicación que se utiliza para descubrir la dirección de la capa de enlace de datos (dirección de la capa 2, como la dirección de control de acceso a medios (MAC)) asociada con una dirección de la capa de Internet (dirección de la capa 3, como la dirección IPv4). ARP fue definido en 1982 por RFC 826. ARP es un protocolo de solicitud-respuesta o solicitud-respuesta en el que un dispositivo envía una solicitud a otro dispositivo solicitando cierta información, a la que el otro dispositivo responderá con la información requerida. Es un patrón de intercambio de mensajes. Los paquetes ARP están encapsulados por capa de enlace y se distribuyen solo en una red en particular. Como resultado, se dice que ARP es un protocolo de capa de enlace.
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Estructura del paquete El Protocolo de resolución de direcciones utiliza un formato de mensaje simple que contiene una solicitud o respuesta de resolución de direcciones. El tamaño del mensaje ARP depende de la capa de enlace y de los tamaños de dirección de la capa de red. El encabezado del mensaje especifica los tipos de red en uso en cada capa, así como el tamaño de las direcciones de cada una. El encabezado del mensaje se completa con el código de operación para solicitud y respuesta. La carga útil del paquete consta de cuatro direcciones, la dirección de hardware y de protocolo de los hosts emisores y receptores. La estructura de paquetes principal de los paquetes ARP se muestra en la siguiente tabla que ilustra el caso de las redes IPv4 que se ejecutan en Ethernet. En este escenario, el paquete tiene campos de 48 bits para la dirección de hardware del remitente (SHA) y la dirección de hardware de destino (THA), y campos de 32 bits para las direcciones de protocolo de destino y de remitente correspondientes (SPA y TPA). El tamaño del paquete ARP en este caso es de 28 bytes.
Tipo de hardware (HTYPE) Este campo especifica el tipo de protocolo de enlace de red. Ejemplo: Ethernet es 1. Tipo de protocolo (PTYPE) Este campo especifica el protocolo de internetwork para el que está destinada la solicitud ARP. Para IPv4, tiene el valor 0x0800. Los valores PTYPE permitidos comparten un espacio de numeración con los de EtherType. Longitud del hardware (HLEN) Longitud (en octetos) de una dirección de hardware. La longitud de la dirección Ethernet es 6. Longitud del protocolo (PLEN) Longitud (en octetos) de las direcciones entre redes. El protocolo de internetwork se especifica en PTYPE. Ejemplo: la longitud de la dirección IPv4 es 4. Operación Especifica la operación que está realizando el remitente: 1 para solicitud, 2 para respuesta. Dirección de hardware del remitente (SHA) Dirección de medios del remitente. En una solicitud ARP, este campo se utiliza para indicar la dirección del host que envía la solicitud. En una respuesta ARP, este campo se utiliza para indicar la dirección del host que estaba buscando la solicitud. Dirección de protocolo del remitente (SPA) Dirección de Internet del remitente. Dirección de hardware de destino (THA) Dirección de medios del destinatario previsto. En una solicitud ARP, este campo se ignora. En una respuesta ARP, este campo se utiliza para indicar la dirección del host que originó la solicitud ARP. Dirección de protocolo de destino (TPA) Dirección de internetwork del receptor previsto. Los valores de los parámetros del protocolo ARP se han estandarizado y son mantenidos por la Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA). El EtherType para ARP es 0x0806. Esto aparece en el encabezado de la trama de Ethernet cuando la carga útil es un paquete ARP y no debe confundirse con PTYPE, que aparece dentro de este paquete ARP encapsulado. ¿Cómo funciona ARP? Cuando una nueva computadora se une a una LAN, se le asigna una dirección IP única para usarla para identificación y comunicación. Cuando un paquete entrante destinado a una máquina host en una LAN en particular llega a una puerta de enlace, la puerta de enlace le pide al programa ARP que encuentre una dirección MAC que coincida con la dirección IP. Una tabla llamada caché ARP mantiene un registro de cada dirección IP y su dirección MAC correspondiente. Todos los sistemas operativos en una red Ethernet IPv4 mantienen una caché ARP. Cada vez que un host solicita una dirección MAC para enviar un paquete a otro host en la LAN, verifica su caché ARP para ver si la traducción de la dirección IP a MAC ya existe. Si es así, no es necesaria una nueva solicitud ARP. Si la traducción aún no existe, se envía la solicitud de direcciones de red y se realiza ARP. ARP transmite un paquete de solicitud a todas las máquinas en la LAN y pregunta si alguna de las máquinas está usando esa dirección IP en particular. Cuando una máquina reconoce la dirección IP como propia, envía una respuesta para que ARP pueda actualizar la caché para referencia futura y continuar con la comunicación. Las máquinas host que no conocen su propia dirección IP pueden usar el protocolo ARP inverso (RARP) para el descubrimiento. El tamaño de la caché ARP es limitado y se limpia periódicamente de todas las entradas para liberar espacio. Las direcciones tienden a permanecer en la memoria caché solo unos minutos. Las actualizaciones frecuentes permiten que otros dispositivos de la red vean cuándo un host físico cambia sus direcciones IP solicitadas. En el proceso de limpieza, las entradas no utilizadas se eliminan junto con cualquier intento fallido de comunicarse con computadoras que no están actualmente encendidas.
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