Qu'est-ce que l'ARP ? Le protocole de résolution d'adresse (ARP) est un protocole de communication utilisé pour découvrir l'adresse de la couche de liaison de données (adresse de couche 2 comme l'adresse Media Access Control (MAC)) associée à une adresse de couche Internet (adresse de couche 3 comme l'adresse IPv4). ARP a été défini en 1982 par la RFC 826. ARP est un protocole demande-réponse ou demande-réponse dans lequel un appareil envoie une demande à un autre appareil demandant des informations, auxquelles l'autre appareil répondra avec les informations requises. C'est un modèle d'échange de messages. Les paquets ARP sont encapsulés par couche de liaison et ne sont distribués que dans un réseau particulier. En conséquence, ARP est dit être un protocole de couche liaison.
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Structure des paquets Le protocole de résolution d'adresse utilise un format de message simple contenant une demande ou une réponse de résolution d'adresse. La taille du message ARP dépend de la taille des adresses de la couche liaison et de la couche réseau. L'en-tête du message spécifie les types de réseau utilisés à chaque couche ainsi que la taille des adresses de chacun. L'en-tête du message est complété par le code d'opération pour la demande et la réponse. La charge utile du paquet se compose de quatre adresses, l'adresse matérielle et de protocole des hôtes expéditeur et destinataire. La structure principale des paquets ARP est présentée dans le tableau suivant qui illustre le cas des réseaux IPv4 fonctionnant sur Ethernet. Dans ce scénario, le paquet a des champs de 48 bits pour l'adresse matérielle de l'expéditeur (SHA) et l'adresse matérielle cible (THA), et des champs de 32 bits pour les adresses de protocole de l'expéditeur et de la cible correspondantes (SPA et TPA). La taille du paquet ARP dans ce cas est de 28 octets.
Type de matériel (HTYPE) Ce champ spécifie le type de protocole de liaison réseau. Exemple : Ethernet vaut 1. Type de protocole (PTYPE) Ce champ spécifie le protocole interréseau pour lequel la demande ARP est destinée. Pour IPv4, cela a la valeur 0x0800. Les valeurs PTYPE autorisées partagent un espace de numérotation avec celles d'EtherType. Longueur du matériel (HLEN) Longueur (en octets) d'une adresse matérielle. La longueur de l'adresse Ethernet est 6. Longueur du protocole (PLEN) Longueur (en octets) des adresses interréseaux. Le protocole inter-réseau est spécifié dans PTYPE. Exemple : la longueur de l'adresse IPv4 est 4. Opération Spécifie l'opération que l'expéditeur effectue : 1 pour la demande, 2 pour la réponse. Adresse matérielle de l'expéditeur (SHA) Adresse média de l'expéditeur. Dans une requête ARP, ce champ est utilisé pour indiquer l'adresse de l'hôte qui envoie la requête. Dans une réponse ARP, ce champ est utilisé pour indiquer l'adresse de l'hôte que la demande recherchait. Adresse de protocole de l'expéditeur (SPA) Adresse interréseau de l'expéditeur. Adresse matérielle cible (THA) Adresse média du destinataire prévu. Dans une requête ARP, ce champ est ignoré. Dans une réponse ARP, ce champ est utilisé pour indiquer l'adresse de l'hôte à l'origine de la demande ARP. Adresse de protocole cible (TPA) Adresse interréseau du destinataire prévu. Les valeurs des paramètres du protocole ARP ont été normalisées et sont maintenues par l'Internet Assigned Numbers Authority (IANA). L'EtherType pour ARP est 0x0806. Cela apparaît dans l'en-tête de trame Ethernet lorsque la charge utile est un paquet ARP et ne doit pas être confondu avec PTYPE, qui apparaît dans ce paquet ARP encapsulé. Comment fonctionne l'ARP ? Lorsqu'un nouvel ordinateur rejoint un réseau local, une adresse IP unique lui est attribuée à utiliser pour l'identification et la communication. Lorsqu'un paquet entrant destiné à une machine hôte sur un réseau local particulier arrive à une passerelle, la passerelle demande au programme ARP de trouver une adresse MAC qui correspond à l'adresse IP. Une table appelée cache ARP conserve un enregistrement de chaque adresse IP et de son adresse MAC correspondante. Tous les systèmes d'exploitation d'un réseau Ethernet IPv4 conservent un cache ARP. Chaque fois qu'un hôte demande une adresse MAC afin d'envoyer un paquet à un autre hôte du réseau local, il vérifie son cache ARP pour voir si la traduction d'adresse IP vers MAC existe déjà. Si c'est le cas, une nouvelle demande ARP n'est pas nécessaire. Si la traduction n'existe pas déjà, la demande d'adresses réseau est envoyée et ARP est exécuté. ARP diffuse un paquet de requête à toutes les machines du réseau local et demande si l'une des machines utilise cette adresse IP particulière. Lorsqu'une machine reconnaît l'adresse IP comme la sienne, elle envoie une réponse afin qu'ARP puisse mettre à jour le cache pour référence future et poursuivre la communication. Les machines hôtes qui ne connaissent pas leur propre adresse IP peuvent utiliser le protocole Reverse ARP (RARP) pour la découverte. La taille du cache ARP est limitée et est périodiquement nettoyée de toutes les entrées pour libérer de l'espace. Les adresses ont tendance à rester dans le cache pendant quelques minutes seulement. Des mises à jour fréquentes permettent aux autres appareils du réseau de voir quand un hôte physique modifie les adresses IP demandées. Lors du processus de nettoyage, les entrées inutilisées sont supprimées ainsi que toutes les tentatives infructueuses de communication avec les ordinateurs qui ne sont pas actuellement sous tension.
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