Protocolo ARP e RARP: Redes de Computadores e Aplicações | Ivaldo Fernandes

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:

1. Endereço IP (Internet Protocol): É um endereço lógico utilizado para identificar dispositivos em redes locais e globais.
2. 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:

1. 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.
2. Resposta do Dispositivo Alvo:
   O dispositivo cujo endereço IP corresponde ao requisitado responde com uma mensagem ARP de resposta, incluindo seu endereço MAC.
3. 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:

1. Requisição RARP:
   O dispositivo envia uma mensagem de requisição, utilizando o endereço MAC próprio, para um servidor RARP na rede.
2. 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:

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 -a no Windows ou ip neigh no Linux podem ser utilizados.
• Um exemplo prático é realizar um comando ping em 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.