Đâu là giao thức chuyển địa chỉ ip thành địa chỉ vật lý của các thiết bị mạng?

Nội dung chính Show

• Mục lục của bài viết
• Địa chỉ IP là gì?
• Địa chỉ MAC là gì?
• Địa chỉ IP và địa chỉ MAC hoạt động song song như thế nào?
• Cầu nối giữa địa chỉ MAC và địa chỉ IP: ARP
• Ví dụ về máy tính A và máy tính B
• Sự khác biệt chính giữa địa chỉ MAC và địa chỉ IP
• Địa chỉ MAC là vĩnh viễn, còn địa chỉ IP thì động
• Mỗi địa chỉ có một cấu trúc địa chỉ độc nhất
• Nằm trong các layer khác nhau trong mô hình OSI
• Điểm yếu của địa chỉ IP và địa chỉ MAC
• Lịch sử và mục đích của ARP
• Cách hoạt động của ARP
• Inverse ARP và Reverse ARP
• Gratuitous ARP
• Video liên quan

Internet hoạt động theo cách tương tự như dịch vụ bưu chính. Thay vì gửi thư, các thiết bị gửi “gói dữ liệu”, và địa chỉ IP hay địa chỉ MAC xác định nơi các gói dữ liệu đó sẽ đến. Bài viết hôm nay sẽ nói về cách hai địa chỉ này hoạt động song song với nhau.

Mục lục của bài viết

• Địa chỉ IP là gì?
• Địa chỉ MAC là gì?
• Địa chỉ IP và địa chỉ MAC hoạt động song song như thế nào?
  • Cầu nối giữa địa chỉ MAC và địa chỉ IP: ARP
  • Ví dụ về máy tính A và máy tính B
• Sự khác biệt chính giữa địa chỉ MAC và địa chỉ IP
  • Địa chỉ MAC là vĩnh viễn, còn địa chỉ IP thì động
  • Mỗi địa chỉ có một cấu trúc địa chỉ độc nhất
  • Nằm trong các layer khác nhau trong mô hình OSI
• Điểm yếu của địa chỉ IP và địa chỉ MAC

Địa chỉ IP là gì?

Địa chỉ IP ( Internet Protocol – giao thức Internet ) là số định dạng cho một phần cứng mạng, các thiết bị trên mạng có địa chỉ IP khác nhau, tựa như như địa chỉ nhà riêng hoặc doanh nghiệp. Các thiết bị sử dụng địa chỉ IP để liên lạc với nhau qua mạng .Quantrimang đã có một bài viết dài như tờ sớ nói về địa chỉ IP, để biết thêm thông tin cụ thể, bạn sung sướng đọc bài viết : Địa chỉ IP là gì ?

Địa chỉ MAC là gì?

Một địa chỉ MAC xác lập một ” giao diện mạng ” duy nhất trong một thiết bị. Trong khi địa chỉ IP được chỉ định bởi ISP và hoàn toàn có thể được gán lại khi thiết bị liên kết hoặc ngắt liên kết, địa chỉ MAC được gắn với adapter ( bộ điều hợp ) vật lý và được chỉ định bởi đơn vị sản xuất .Địa chỉ MAC là một chuỗi gồm 12 chữ số, trong đó mỗi chữ số hoàn toàn có thể là bất kể số nào từ 0 đến 9 hoặc vần âm từ A đến F. Để dễ đọc, chuỗi được chia thành các khối. Có ba định dạng phổ cập, định dạng tiên phong là cái thông dụng và được ưa thích nhất :

1. 68:7F:74:12:34:56
2. 68-7F-74-12-34-56
3. 687.F74.123.456

6 chữ số tiên phong ( được gọi là “ tiền tố ” ) đại diện thay mặt cho đơn vị sản xuất adapter, còn 6 chữ số cuối đại diện thay mặt cho số nhận dạng duy nhất cho adapter đơn cử đó. Địa chỉ MAC không chứa thông tin về việc thiết bị được liên kết với mạng nào .

Địa chỉ IP và địa chỉ MAC hoạt động song song như thế nào?

Cầu nối giữa địa chỉ MAC và địa chỉ IP: ARP

Mặc dù địa chỉ MAC và địa chỉ IP có nhiều điểm độc lạ, nhưng chúng không hoạt động giải trí độc lập với nhau. Address Resolution Protocol ( ARP ) là nhịp cầu liên kết chúng. Giao thức này hoạt động giải trí giữa Layer 2 và Layer 3 trên mạng cục bộ ( LAN ). Nó ánh xạ địa chỉ IPv4 với địa chỉ MAC của thiết bị mạng và ngược lại .

Lưu ý: IPv4 sử dụng giao thức ARP. Trên các mạng IPv6 mới hơn, giao thức Neighbor Discovery Protocol cung cấp chức năng tương đương.

Đây là cách hoạt động giải trí : Một thiết bị muốn tiếp xúc với một thiết bị khác trên segment mạng cục bộ. Nó đưa nhu yếu của mình với cả địa chỉ IP nguồn và địa chỉ IP đích vào một gói IP. Sau đó, một frame Ethernet sẽ đóng gói IP packet. Frame này chứa cả địa chỉ MAC nguồn và đích. Nhưng nhiều lúc địa chỉ MAC của thiết bị đích là không xác lập .

Ví dụ về máy tính A và máy tính B

Máy tính A muốn gửi một IP packet đến máy tính B. Nhưng nó không biết địa chỉ MAC của máy tính B. Máy tính A sau đó sẽ phát một nhu yếu ARP được nhận bởi toàn bộ các máy tính trong segment mạng cục bộ .Về cơ bản, nhu yếu sẽ truyền tải nội dung : “ Đây là địa chỉ IP của tôi. Đây là địa chỉ MAC của tôi. Và tôi đang tìm địa chỉ MAC được link với địa chỉ IP này. Nếu địa chỉ IP này là của bạn, vui mắt phản hồi và phân phối cho tôi địa chỉ MAC của bạn ” .Máy tính B nhận được nhu yếu ARP và sẽ thực thi hai việc .Đầu tiên, mọi thiết bị đều có bảng ARP riêng. Mỗi khi một máy tính muốn gửi một packet trong mạng LAN, nó sẽ tìm kiếm trong bảng ARP của nó thứ nhất. Nếu một mục nhập cho Máy tính A chưa sống sót trong bảng Máy tính B, nó sẽ tạo thành một mục nhập mới. Địa chỉ MAC và IP của máy tính A sẽ được thêm vào dựa trên những gì có trong frame .Sau đó, một phản hồi ARP với địa chỉ IP và địa chỉ MAC sẽ được gửi. Máy tính A sẽ nhận được câu vấn đáp và thêm thông tin vào bảng ARP của nó. Với địa chỉ MAC tương thích, Máy tính A giờ đây hoàn toàn có thể gửi frame Ethernet đến Máy tính B .Cần chú ý quan tâm rằng, mặc dầu địa chỉ IP hoàn toàn có thể thuận tiện tra cứu so với bất kể ai, nhưng người khác không hề thuận tiện tìm thấy địa chỉ MAC. Khi một IP packet rời khỏi mạng LAN của bạn và đi qua một router, header của nó với địa chỉ MAC sẽ bị vô hiệu. Do đó, bất kể ai bên ngoài mạng LAN sẽ không khi nào nhìn thấy MAC của bạn trong IP packet ( trừ khi một ứng dụng gửi nó dưới dạng tài liệu ) .

Sự khác biệt chính giữa địa chỉ MAC và địa chỉ IP

Địa chỉ MAC là vĩnh viễn, còn địa chỉ IP thì động

Bởi vì được gán cho NIC hoặc phần cứng khác, nên địa chỉ MAC không khi nào tự biến hóa ( nhưng nhiều network interface tương hỗ đổi khác địa chỉ MAC ). Mặt khác, nhiều địa chỉ IP là động, đổi khác định kỳ dựa trên thời hạn hoặc đặc thù của thiết lập mạng .

Mỗi địa chỉ có một cấu trúc địa chỉ độc nhất

Địa chỉ MAC là địa chỉ thập lục phân 48 – bit. Nó thường gồm 6 bộ 2 chữ số hoặc ký tự, được phân tách bằng dấu hai chấm. Một địa chỉ MAC mẫu sẽ như sau : 00 : 00 : 5 e : 00 : 53 : af .

Nhiều nhà sản xuất card mạng và phần cứng khác sử dụng một chuỗi giống nhau ở đầu địa chỉ MAC của sản phẩm do họ sản xuất. Đây được gọi là số nhận dạng duy nhất về mặt tổ chức (OUI). OUI thường là 3 byte đầu tiên của chữ số hoặc ký tự. IEEE (Viện Kỹ sư Điện và Điện tử) quản lý OUI của các nhà sản xuất.

Trong khi đó, địa chỉ IPv4 là một số nguyên 32 – bit được bộc lộ bằng ký hiệu thập lục phân. Định dạng thông dụng hơn, được gọi là tứ phân chấm hoặc thập phân chấm, là x. x. x. x, trong đó mỗi x hoàn toàn có thể là bất kể giá trị nào trong khoảng chừng từ 0 đến 255. Ví dụ : 192.0.2.146 là địa chỉ IPv4 hợp lệ .

Nằm trong các layer khác nhau trong mô hình OSI

Địa chỉ MAC và địa chỉ IP cũng nằm trong các layer khác nhau của quy mô OSI ( Open Systems Interconnection ). Mô hình OSI là một framework khái niệm sử dụng 7 layer trừu tượng để diễn đạt tổng thể các tính năng của mạng lưới hệ thống viễn thông. Trong quy mô OSI, layer con MAC của lớp link tài liệu ( Layer 2 ) triển khai các địa chỉ MAC. Trong khi đó, một địa chỉ IP hoạt động giải trí trong lớp mạng ( Layer 3 ) của quy mô .

Điểm yếu của địa chỉ IP và địa chỉ MAC

Bạn còn nhớ làm thế nào một địa chỉ IP biểu lộ liên kết của một thiết bị với một ISP không ? Điều gì sẽ xảy ra nếu thiết bị thứ hai liên kết với thiết bị và kênh chính trong toàn bộ hoạt động giải trí web trải qua thiết bị đó ? Đối với phần còn lại của web, hoạt động giải trí của thiết bị thứ hai có vẻ như như là thiết bị chính .Đó là cách bạn ẩn địa chỉ IP của mình với những người khác. Mặc dù không có gì sai khi thực thi việc này nhưng nó hoàn toàn có thể dẫn đến các yếu tố về bảo mật thông tin. Ví dụ, một hacker ô nhiễm, ẩn đằng sau một số ít proxy hoàn toàn có thể làm cho các nhà chức trách rất khó để theo dõi anh ta .Một rủi ro tiềm ẩn nữa là các địa chỉ IP hoàn toàn có thể bị truy lùng. Bạn sẽ kinh ngạc về những gì ai đó hoàn toàn có thể làm chỉ với địa chỉ IP của bạn .Và đó cũng là yếu tố tiềm ẩn của xung đột IP, trong đó hai hoặc nhiều thiết bị san sẻ cùng một địa chỉ IP. Điều này hầu hết xảy ra trong một mạng nội bộ, nhưng với sự thiếu vắng địa chỉ IPv4 ngày càng tăng, nó hoàn toàn có thể sớm lan tràn trên hàng loạt mạng Internet .Đối với địa chỉ MAC, thực sự chỉ có một yếu tố bạn cần biết : Rất thuận tiện biến hóa địa chỉ MAC của thiết bị. Việc này làm mất đi mục tiêu của mã định danh duy nhất do đơn vị sản xuất chỉ định, vì bất kể ai cũng hoàn toàn có thể “ trá hình ” địa chỉ MAC của một người khác. Nó cũng làm cho các tính năng như bộ lọc MAC gần như vô dụng .Bất kể địa chỉ IP và địa chỉ MAC nào cũng đều có ích và quan trọng, vì thế chúng sẽ không sớm biến mất. Hy vọng rằng giờ đây bạn đã hiểu chúng là gì, chúng hoạt động giải trí thế nào và tại sao bạn cần chúng .Nếu bạn có bất kể câu hỏi nào hoặc nếu bạn có bất kể mẹo hoặc cách lý giải nào khác, hãy san sẻ với chúng tôi trong phần phản hồi bên dưới nhé !Xem thêm :

• Cách tìm địa chỉ IP của máy tính khác trong mạng LAN
• Tìm địa chỉ IP và địa chỉ MAC
• Giới thiệu về địa chỉ IPv6

ARP ( Address Resolution Protocol ) quy đổi địa chỉ Internet Protocol ( IP ) thành địa chỉ mạng vật lý tương ứng. Mạng IP, gồm có cả những mạng chạy trên Ethernet và WiFi, đều nhu yếu ARP để hoạt động giải trí .

Lịch sử và mục đích của ARP

ARP được tăng trưởng vào đầu những năm 1980 như một giao thức dịch địa chỉ chung cho các mạng IP. Bên cạnh Ethernet và WiFi, ARP đã được tiến hành cho ATM, Token Ring và các loại mạng vật lý khác .ARP được cho phép một mạng quản trị các liên kết độc lập với thiết bị vật lý đơn cử được gắn vào từng mạng. Điều này được cho phép giao thức Internet hoạt động giải trí hiệu suất cao hơn so với việc nó phải tự quản lý địa chỉ của các loại thiết bị phần cứng và mạng vật lý .

Cách hoạt động của ARP

ARP hoạt động giải trí ở Layer 2 trong quy mô OSI. Hỗ trợ giao thức được thực thi trong driver thiết bị của hệ quản lý mạng. Internet RFC 826 tài liệu chi tiết cụ thể kỹ thuật của giao thức, gồm có định dạng gói của nó, cũng như hoạt động giải trí của các thông tin nhu yếu và phản hồi. Tham khảo tại :https://tools.ietf.org/html/rfc826ARP hoạt động giải trí trên các mạng Ethernet và WiFi tân tiến như sau :- Các network adapter được tạo ra với một địa chỉ vật lý nhúng trong phần cứng, gọi là địa chỉ MAC ( Media Access Control ). Các nhà phân phối bảo vệ rằng các địa chỉ 6 byte ( 48 bit ) này là duy nhất, vì IP dựa vào các số nhận dạng duy nhất này để gửi thông tin .- Trước khi bất kể thiết bị nào gửi tài liệu đến một thiết bị đích khác, nó phải xác lập địa chỉ MAC của tiềm năng đó với địa chỉ IP của nó. Các quy trình ánh xạ địa chỉ IP thành MAC này được lấy từ một ARP cache duy trì trên mỗi thiết bị .- Nếu địa chỉ IP đã cho không Open trong bộ nhớ cache của thiết bị, thiết bị đó không hề chuyển hướng thông tin đến tiềm năng cho đến khi có được ánh xạ mới. Để thực thi việc này, thứ nhất thiết bị khởi tạo sẽ gửi một thông điệp nhu yếu ARP trên mạng con cục bộ. Host có địa chỉ IP đã cho sẽ gửi phản hồi ARP để phản hồi lại chương trình đưa ra nhu yếu, được cho phép thiết bị khởi tạo update bộ nhớ cache của nó và triển khai gửi thông tin trực tiếp đến tiềm năng .

Inverse ARP và Reverse ARP

Một giao thức mạng khác được gọi là RARP ( Reverse ARP ) được tăng trưởng vào những năm 1980 để bổ trợ cho ARP. RARP triển khai tính năng ngược lại với ARP, quy đổi từ địa chỉ mạng vật lý sang địa chỉ IP được gán cho các thiết bị đó. RARP đã lỗi thời bởi DHCP ( Dynamic Host Configuration Protocol ) không còn được sử dụng .

Một giao thức riêng biệt được gọi là Inverse ARP cũng hỗ trợ chức năng ánh xạ địa chỉ ngược. Inverse ARP cũng không được sử dụng trên mạng Ethernet hoặc WiFi, mặc dù đôi khi nó có thể được tìm thấy trên các loại mạng khác.

Gratuitous ARP

Để nâng cao hiệu suất cao của ARP, một số ít mạng và thiết bị mạng sử dụng một phương pháp liên lạc được gọi là Gratuitous ARP. Một thiết bị phát thông tin nhu yếu ARP tới mạng cục bộ để thông tin cho các thiết bị khác về sự sống sót của nó .