ARP « Address Resolution Protocol »
Gateway et ARP : Une frame contient toujours une adresse MAC.
Il est donc possible de trouver l’adresse IP associée à l’adresse MAC.
Par exemple, quand on fait un ping, l’adresse MAC qui est associé à l’adresse IP du ping, est incluse dans le champ de le MAC adresse de destination de la frame.
Pour trouver une adresse MAC, à partir d’une IP, on utilise ainsi, un protocole de couche 2, qui se nomme ARP.
ARP et ses services
ARP fournit deux services :
- Il permet d’effectuer une Résolution de l’adresse : c’est-à-dire qu’il mappe les adresses IP qui correspondent aux adresses MAC
- Et il stocke en local les adresses MAC qui sont apprises par ce protocole.
Pour trouver un mac adresse, ARP envoie donc, un message en broadcast, à tous les périphériques du même réseau.
Ce message comprend sa propre adresse IP et l’adresse IP de destination.
Le périphérique qui se reconnaît répond alors avec sa propre adresse MAC !
Et à la réception de cette réponse, l’expéditeur met à jour sa table de correspondance.
ARP est un protocole de couche 2, ce qui signifie que sa portée est limitée au LAN local.
Nous allons maintenant voir son fonctionnement, pour résoudre une adresse MAC d’une adresse IP appartenant au même réseau !
Topologie
Sur cette topologie, nous avons deux sous-réseaux :
- Le sous-réseau de gauche est le 192.168.1.0, avec un masque en /24. 3fois 255.0.
- Et à droite, nous avons le 192.168.2.0, avec le même masque.
Admettons que le PC, qui vient juste d’être démarré, et donc sa table ARP est vide, souhaite connaître le mac adresse de l’IP de l’imprimante, pour commencer une communication.
Comme il ne la connaît pas, il va diffuser un broadcast sur tous les périphériques du même sous-réseau, pour demander à qui appartient l’IP 192.168.1.20 !
Ainsi, l’imprimante, qui se reconnaît, va lui répondre avec une frame Unicast, en lui indiquant son mac adresse !
Maintenant que se passe-t-il si le PC souhaite communiquer avec un périphérique ne faisant pas partit du même sous-réseau ?
Par exemple avec le serveur !
Eh bien, grâce au masque de sous-réseau, il va tout de suite voir, que le serveur ne fait pas partie de son propre réseau.
Il enverra donc les données directement à la passerelle par défaut. C’est à la dire la pâte du routeur qui porte l’IP en.254 !
La passerelle par défaut, qu’on appelle aussi Gateway, se configure directement sur le PC.
Comme le PC vient d’être démarré, il ne connaît pas non plus l’adresse Mac de sa gateway !
Il va donc envoyer de nouveau, un broadcast pour là trouver !
Et le routeur va lui répondre directement avec une frame unicast.
C’est donc, le routeur, qui se chargera d’effectuer la communication entre les deux sous-réseaux !
Si le PC souhaite communiquer avec le serveur, son en-tête IP contiendra donc :
- L’adresse IP du serveur dans le champ de l’IP de destination
- Et l’adresse MAC du routeur dans le champ de le MAC adresse de destination !
Comprendre le cache ARP
Chaque périphérique IP maintient ainsi, une table en mémoire – c’est la table ARP.
Le but de cette table est de mettre en cache les adresses IP et les Mac Adresses.
La commande arp-a permis d’afficher la table ARP. Dans l’exemple, on le fait sur le PC.
Lorsqu’un hôte souhaite transmettre des données à un autre, sur le même réseau, il recherche la table ARP pour voir s’il y a une correspondance.
- S’il existe une entrée, elle sera utilisée.
- S’il n’y a pas d’entrée, l’hôte IP enverra une demande de résolution ARP en broadcast.
Le fait, de mettre en cache cette correspondance IP/MAC, permet de diminuer les requêtes ARP en broadcast !
Car sans le cache ARP, chaque hôte devrait envoyer un broadcast à chaque fois qu’il souhaite communiquer avec un autre.
Dans la sortie de la commande arp-a, on voit qu’il est très facile de localiser la correspondance entre l’adresse IP et l’adresse MAC.
Cette table est maintenue de manière dynamique sur chaque périphérique du réseau.
Ces entrées expirent après 300 secondes, c’est la valeur par défaut.
Ce délai très court permet d’avoir une table avec très peu d’information obsolète !
Si aucun appareil ne répond à une requête ARP, alors le paquet sera supprimé.
Car une entrée dans la table ne peut pas être créée sans l’adresse MAC de destination.
Et pour afficher la table ARP sur un routeur, il faut utiliser la commande « show IP arp ».
Il est même possible de limiter la sortit avec des options comme l’IP adresse, l’hostname, la mac adresse ou le type d’interface.
Passerelles par défaut « Gateway »
Le PC est capable de communiquer directement avec l’imprimante, car ils sont sur le même réseau !
Par contre, |si le PC souhaite communiquer avec le serveur, qui ne fait pas partie du même réseau, alors il devra envoyer les données directement à sa passerelle par défaut (Gateway).
La gateway ! Et c’est elle qui se chargera de transférer les données vers le serveur.
La passerelle par défaut (Gateway) est nécessaire pour envoyer un paquet hors du réseau local.
Comme la partie réseau, de l’adresse du serveur, est différente, du réseau du PC, alors le paquet doit être acheminé en dehors du réseau d’origine.
Il doit être envoyé à la passerelle par défaut (Gateway).
Conclusion
En conclusion, l'Address Resolution Protocol (ARP) joue un rôle crucial dans la communication réseau en facilitant la résolution des adresses IP en adresses MAC. Cela permet d'établir des connexions efficaces entre les périphériques sur un même réseau local (LAN). La relation entre la passerelle par défaut (Gateway) et ARP est fondamentale, car la Gateway facilite la communication entre des réseaux différents. Le cache ARP contribue à optimiser les échanges en conservant les correspondances IP/MAC, réduisant ainsi le besoin de diffusions ARP. Comprendre ces concepts est essentiel pour administrer et dépanner les réseaux informatiques avec efficacité et précision.
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