Objetivos
- Compreender o funcionamento dos protocolos ARP e RARP.
- Identificar as situações de uso de cada protocolo.
- Entender a composição das mensagens ARP/RARP e a função de cada campo.
Introdução
As redes baseadas na pilha de protocolos TCP/IP são amplamente utilizadas em diversas aplicações de comunicação digital. Essas redes dependem de dois tipos de endereços para permitir a comunicação entre dispositivos:
- Endereço IP (Internet Protocol): É um endereço lógico utilizado para identificar dispositivos em redes locais e globais.
- Endereço MAC (Media Access Control): É um endereço físico, único para cada dispositivo de rede, utilizado no nível da camada de enlace.
Como esses dois endereços são diferentes e operam em camadas distintas do modelo OSI, é necessário um mecanismo que correlacione esses endereços. O protocolo ARP (Address Resolution Protocol) realiza essa função em redes IPv4, enquanto redes IPv6 utilizam o NDP (Neighbor Discovery Protocol) para a mesma finalidade.
O ARP mapeia endereços IP em endereços MAC. Em contrapartida, o RARP (Reverse Address Resolution Protocol) executa o processo inverso, associando um endereço IP a partir de um endereço MAC. Ambos desempenham papéis cruciais na comunicação em redes baseadas em TCP/IP.
Funcionamento do Protocolo ARP
Quando um dispositivo em uma rede precisa enviar um pacote para outro dispositivo, ele utiliza o endereço IP de destino para localizar o endereço físico (MAC) correspondente. O processo é realizado da seguinte maneira:
- Broadcast na Rede:
O dispositivo emissor envia uma mensagem ARP de requisição, utilizando broadcast, para todos os dispositivos na rede local. Essa mensagem inclui o endereço IP de destino. - Resposta do Dispositivo Alvo:
O dispositivo cujo endereço IP corresponde ao requisitado responde com uma mensagem ARP de resposta, incluindo seu endereço MAC. - Atualização da Tabela ARP:
O dispositivo emissor armazena o endereço MAC na tabela ARP para futuras comunicações, reduzindo a necessidade de novas requisições.
Esse processo ocorre independentemente de a rede incluir roteadores, pois a resolução de endereços é fundamental para o envio de quadros na camada de enlace.
Funcionamento do Protocolo RARP
O RARP é utilizado em cenários onde um dispositivo, geralmente sem configuração manual de IP (como estações de trabalho sem disco), precisa descobrir seu próprio endereço IP. Ele funciona assim:
- Requisição RARP:
O dispositivo envia uma mensagem de requisição, utilizando o endereço MAC próprio, para um servidor RARP na rede. - Resposta RARP:
O servidor RARP consulta sua tabela de endereços e retorna o endereço IP correspondente ao MAC requisitado.
Embora o RARP seja funcional, ele foi substituído em muitas redes modernas por protocolos como BOOTP e DHCP, que oferecem maior flexibilidade e recursos.
Estrutura das Mensagens ARP e RARP
Ambos os protocolos compartilham uma estrutura de mensagem similar, com campos específicos para realizar a correlação entre endereços lógicos e físicos:
| Campo | Descrição |
|---|---|
| Arquitetura | Define o tipo de hardware utilizado (ex.: Ethernet, código 01). |
| Protocolo | Define o protocolo lógico (ex.: IPv4, código 0800 em hexadecimal). |
| Tamanho Endereço Hw | Tamanho do endereço físico (6 bytes para MAC). |
| Tamanho Endereço Lógico | Tamanho do endereço lógico (4 bytes para IPv4). |
| Operação | Define o tipo de mensagem (01 para requisição ARP, 02 para resposta ARP, 03 para requisição RARP e 04 para resposta RARP). |
| Endereço Físico Origem | Endereço MAC do transmissor. |
| Endereço Lógico Origem | Endereço IP do transmissor. |
| Endereço Físico Destino | Endereço MAC do destinatário. |
| Endereço Lógico Destino | Endereço IP do destinatário. |
Esses campos são encapsulados nos quadros Ethernet ou em outros formatos de enlace para serem transmitidos na rede.
Tabela ARP
A tabela ARP é uma estrutura em cache utilizada para armazenar os endereços físicos e lógicos mapeados recentemente. Ela reduz a frequência de requisições ARP, otimizando a comunicação.
- A tabela é constantemente atualizada com base no tráfego da rede.
- Para visualizar a tabela ARP em sistemas operacionais, comandos como
arp -ano Windows ouip neighno Linux podem ser utilizados. - Um exemplo prático é realizar um comando
pingem outro dispositivo e, em seguida, verificar as entradas atualizadas na tabela ARP.
Conclusão
Os protocolos ARP e RARP desempenham papéis essenciais no funcionamento das redes TCP/IP. Enquanto o ARP é amplamente utilizado em redes IPv4 para associar endereços IP e MAC, o RARP fornece uma funcionalidade inversa para identificar endereços IP a partir de endereços MAC.
Compreender a estrutura e a operação desses protocolos é fundamental para profissionais e estudantes de redes, pois eles são a base para a comunicação entre dispositivos em redes locais. Além disso, atividades práticas, como a simulação no Packet Tracer, enriquecem o aprendizado, proporcionando uma visão clara de sua aplicação em ambientes reais.