Lab 6: Lan Switching arp

Στο κεφάλαιο αυτό θα δούμε πως χρησιμοποιείται το πρωτόκολλο arp στη μεταγωγή πακέτων σε ένα τοπικό δίκτυο.

Μερικά προκαταρτικά

Ethernet Frame

θα χρειαστεί να γνωρίζετε τι είναι το ethernet frame.

Πληροφορίες για το ethernet frame και τη δομή του μπορείτε να βρείτε στο λινκ: https://tutor.edu.gr/networks/link-layer/ethernet-frame

Επίσης στο προηγούμενο εργαστήριο στο λινκ: Lan Switching

ARP packet

Σχετικές πληροφορίες για το πρωτόκολλο arp και τα πακέτα arp μπορείτε να βρείτε στο λινκ: Το πρωτόκολλο ARP

Σε γενικές γραμμές το arp χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της φυσικής διεύθυνσης (MAC ή Ethernet address) σε ένα τοπικό δίκτυο όταν είναι γνωστή η διεύθυνση IP (IPv4 address). Υλοποιείται στο επίπεδο ζεύξης δεδομένων (data link layer).

ARP Request

Σε ένα τοπικό δίκτυο μια συσκευή που θέλει να μάθει τη διεύθυνση mac μιας άλλης συσκευής στέλνει ένα μήνυμα που λέγεται arp request και είναι ένα broadcast μήνυμα που σημαίνει ότι στέλνεται προς όλες τις διυθύνσεις.

Η μορφή ενός τέτοιου μηνύματος είναι όπως στο παράδειγμα.

ARP REQUEST
SRC IP:  192.168.1.1
DST IP:  192.168.1.3
SRC MAC: 0C2F.B011.9D00
DST MAC: FFFF.FFFF.FFFF

ARP Reply

Η συσκευή που θα λάβει το μήνυμα arp request που θα περιέχει την IP διεύθυνσή της, θα απαντήσει με ένα μήνμα arp reply. Το μήνυμα αυτό είναι ένα known unicast frame αφού περιέχει την διεύθυνση αποστολής mac.

Η μορφή ενός τέτοιου μηνύματος είναι όπως στο παράδειγμα.

ARP REQUEST
SRC IP:  192.168.1.1
DST IP:  192.168.1.3
SRC MAC: 0C2F.B06A.3900
DST MAC: 0C2F.B011.9D00

Το εργαλείο ping

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το εργαλείο ping σε συνδυασμό με το wireshark για να παρακολουθήσετε τη διαδικασία εύρεσης της διεύθυνσης MAC όταν γνωρίζουμε την διεύθυνση IP.

Η εντολή ping στέλνει και λαμβάνει πακέτα ICMP τα οποία περιέχουν διευθύνσεις αποστολής και προορισμού με τις αντίστοιχες διευθύνσεις.

Αν όμως δεν είναι γνωστή η διεύθυνση MAC θα πρέπει να προηγηθεί ένα arp request.

Περισσότερα για το εργαλείο ping θα βρείτε στο λινκ: https://tutor.edu.gr/networks/net-tools/ping

Το εργαλείο arp

Η εντολή arp χρησιμοποιείται για την διαχείριση του πίνακα (cache) ARP που υποστηρίζει το πρωτόκολλο ARP (Address Resolution Protocol) για αντιστοίχιση Λογικών Διευθύνσεων σε Φυσικές Διευθύνσεις (MAC). Με άλλα λόγια βοηθά κάποιον υπολογιστή που θέλει να στείλει ένα μήνυμα σε κάποια IP διεύθυνση μιας συσκευής που βρίσκεται στο ίδιο τοπικό δίκτυο να εντοπίζει την αντίστοιχη φυσική διεύθυνση για να την τοποθετεί στο πλαίσιο του επιπέδου 2.

Περισσότερα για το εργαλείο arp θα βρείτε στο λινκ: https://tutor.edu.gr/networks/net-tools/arp

Quiz

Με την εντολή ping στέλνεται ένα μήνυμα 36 bytes αλλά το ελάχιστο payload του ethernet είναι 46 bytes. Σε αυτή την περίπτωση:

Τα επιπλέον bytes συμπληρώνονται με 0
Τα επιπλέον bytes συμπληρώνονται με 1
Αφήνονται όπως είναι
Δεν στέλνεται το μήνυμα

Ποιό από τα παρακάτω μηνύματα στέλνεται σε όλες τις συσκευές σε ένα τοπικό δίκτυο;

arp request
arp reply
icmp echo request
icmp echo reply

Ποιά πεδία εμφανίζονται με την εντολή: arp -a

Διευθύνσεις IP
Διευθύνσεις MAC
Διευθύνσεις IP και MAC
Διευθύνσεις IP, MAC και τύπος διεύθυνσης

Ποιό είδος πλαισίων στέλνει ο μεταγωγέας προς όλες τις διεπαφές εκτός από αυτή που έλαβε αρχικά το μήνυμα.

Broadcast, Unknown Unicast
Broadcast, Known Unicast
Known Unicast, Unknown Unicast
Broadcast, Unknown Unicast, Known Unicast

Με ποιά εντολή μπορούμε να διαγράψουμε όλες τις δυναμικές διευθύνσεις MAC από το πίνακα διευθύνσεων MAC μιας διεπαφής.

arp -a
arp -g
arp -v
arp -d

Εργαστήριο

Περιγράψτε τα βήματα για την αποστολή μηνύματος από το PC1 στο PC3 όταν για το PC1 είναι γνωστή η IP του PC3 αλλά όχι η διεύθυνση MAC.

Συμπληρώστε επίσης τους πίνακες για τους μεταγωγείς.

Σχεδιάστε το δίκτυο στο packet tracer και επιβεβαιώστε τα βήματα μέσω του προσομοιωτή.

Συνδυάστε το εργαλείο ping με το wireshark για να παρακολουθήσετε και να καταγράψετε τη διαδικασία αποστολής μηνύματος από υπολογιστή σε υπολογιστή σε ένα τοπικό δίκτυο.