پروتکل ARP چیست؟

پروتکل ARP مخفف عبارت "Address Resolution Protocol" و به معنی "پروتکل تفکیک آدرس" است. این پروتکل وظیفه یافتن آدرس (MAC (Media Access Control دستگاه مقصد را براساس آدرس IP آن را در شبکه‌های محلی (LAN) برعهده دارد.

تاریخچه پروتکل ARP

پروتکل ARP در سال 1982 توسط RFC 826 معرفی شد و از آن زمان به‌عنوان جزئی جدایی‌ناپذیر از پروتکل IP نسخه 4 (IPv4) عمل می‌کند. با وجود ظهور IPv6 که از روش‌های جایگزینی مانند NDP برای نگاشت آدرس استفاده می‌کند، این برنامه همچنان در شبکه‌های مدرن به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نحوه عملکرد پروتکل ARP 

این پروتکل نقشی کلیدی در برقراری ارتباط بین دستگاه‌ها در شبکه‌های محلی (LAN) ایفا می‌کند. وظیفه اصلی این پروتکل، تبدیل آدرس‌های IP منطقی به آدرس‌های MAC فیزیکی است.

فرض کنید می‌خواهید پیامی را به یک کامپیوتر دیگر در شبکه ارسال کنید. شما فقط آدرس IP آن کامپیوتر را می‌دانید، اما برای ارسال پیام به آدرس MAC آن نیاز دارید. اینجاست که پروتکل ARP  به کمک شما می‌آید.

مراحل کار این نرم‌افزار به‌صورت زیر است: 

• مرحله اول ارسال درخواست ARP: کامپیوتر شما یک بسته ARP به‌صورت پخش (broadcast) در شبکه ارسال می‌کند. این بسته شامل آدرس IP مقصد و درخواست آدرس MAC مربوطه است.
• مرحله دوم دریافت پاسخ ARP: تمام دستگاه‌های موجود در شبکه، بسته ARP را دریافت می‌کنند. کامپیوتری که آدرس آی پی مقصد با آن مطابقت دارد، یک بسته پاسخ ARP به فرستنده ارسال می‌کند. این بسته شامل آدرس IP و MAC کامپیوتر مقصد است.
• مرحله سوم ذخیره اطلاعات ARP: کامپیوتر شما آدرس IP و MAC مقصد را در حافظه پنهان ARP خود ذخیره می‌کند. این اطلاعات برای مدت زمان مشخصی (معمولاً چند دقیقه) در حافظه پنهان باقی می‌ماند.

انواع پروتکل ARP و کاربردهای آنها

پروتکل arp انواع مختلفی دارد که هر کدام برای شبکه‌های مختلف کاربردهای متفاوتی دارد. در ادامه به بررسی هرکدام از این موارد پرداخته می‌شود:  

 ARP استاندارد

رایج‌ترین نوع ARP است که برای نگاشت آدرس‌های IP به آدرس‌های MAC در شبکه‌های محلی استفاده می‌شود.

 ARP پراکسی

توسط یک دستگاه پراکسی برای پاسخگویی به درخواست‌های ARP برای آدرس‌های IP موجود در شبکه‌های دیگر استفاده می‌شود.

 ARP رایگان

یک پیام ARP Request است که به صورت broadcast در شبکه منتشر می‌شود. کاربردهای آن شامل:

• اعلام آدرس IP جدید: زمانی که یک دستگاه IP خود را به صورت دستی یا پویا تغییر می‌دهد، از ARP رایگان برای اطلاع‌رسانی به سایر دستگاه‌ها در شبکه استفاده می‌کند.
• بررسی وجود آدرس IP: برای بررسی اینکه آیا یک آدرس IP خاص در حال حاضر توسط دستگاه دیگری استفاده می‌شود یا خیر.

 ARP معکوس 

در حالی که پروتکل ARP معمولی از آدرس IP برای یافتن آدرس MAC استفاده می‌کند، RARP از آدرس MAC برای یافتن آدرس IP استفاده می‌شود. 

کاربردهای RARP شامل:

• بوت کردن بدون دیسک: در برخی از سیستم‌ها، RARP برای بوت کردن کامپیوترها بدون نیاز به دیسک سخت یا سایر رسانه‌های ذخیره‌سازی استفاده می‌شود.
• تنظیمات شبکه: RARP می‌تواند برای پیکربندی خودکار آدرس‌های IP در دستگاه‌های شبکه استفاده شود.

 ARP پویا

به جای استفاده از یک جدول ARP استاتیک، از یک پایگاه داده پویا برای ذخیره نگاشت آدرس‌های IP به آدرس‌های MAC استفاده می‌کند. ازجمله کاربرد آن می‌توان به استفاده در شبکه‌های بزرگ با تعداد زیادی دستگاه و شبکه‌هایی با تغییرات مکرر اشاره کرد. 

ایستا ARP

ARP ایستا نوعی از پروتکل ARP است که در آن نگاشت بین آدرس IP و آدرس MAC به صورت دستی پیکربندی می شود. این در تضاد با ARP پویا است که در آن نگاشت به طور خودکار توسط DHCP یا سایر پروتکل ها انجام می شود. ازجمله کاربرد این نوع این است که می‌تواند برای افزایش امنیت شبکه استفاده شود. با پیکربندی دستی نگاشت بین آدرس IP و آدرس MAC، می‌توان از جعل ARP جلوگیری کرد.

در جدول زیر می‌توانید به‌طور خلاصه انواع این پروتکل و کاربرد هریک را مشاهده کنید. 

انتخاب نوع ARP مناسب به نیازهای خاص شبکه و دستگاه‌ها بستگی دارد.

اهمیت پروتکل ARP در شبکه

پروتکل ARP نقشی حیاتی در برقراری ارتباط بین دستگاه‌های موجود در یک شبکه محلی (LAN) ایفا می‌کند. این پروتکل به‌عنوان یک پل بین آدرس‌های IP منطقی و آدرس‌های MAC فیزیکی عمل می‌کند.

اهمیت ARP را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد:

• ترجمه آدرس IP به MAC: هنگامی که یک دستگاه قصد ارسال داده به دستگاه دیگری در شبکه را دارد، ابتدا باید آدرس MAC آن را بداند. ARP این کار را با تبدیل آدرس IP به آدرس MAC مربوطه انجام می‌دهد.
• کشف آدرس MAC: ARP به دستگاه‌ها کمک می‌کند تا آدرس‌های MAC یکدیگر را کشف کنند. این امر برای برقراری ارتباط مستقیم بین دستگاه‌ها بدون نیاز به واسطه مانند روتر ضروری است.
• ذخیره‌سازی کش ARP: ARP برای بهینه‌سازی عملکرد، آدرس‌های IP و MAC را در یک حافظه پنهان ذخیره می‌کند. این کار از ارسال درخواست‌های ARP مکرر برای آدرس‌های IP که قبلاً شناخته شده‌اند جلوگیری می‌کند.
• عیب‌یابی شبکه: ARP ابزاری مفید برای عیب‌یابی مشکلات شبکه است. با استفاده از ARP می‌توان آدرس‌های MAC و IP دستگاه‌های موجود در شبکه را مشاهده کرد و از صحت آنها اطمینان حاصل کرد.

تجربه شخصی یک کارمند در استفاده پروتکل ARP

در این قسمت تجربه‌ی یک کارشناس شبکه را با هم مرور می‌کنیم: 

چند سال پیش، زمانی که در یک شرکت کوچک به‌عنوان کارشناس شبکه مشغول به کار بودم، با مشکلی عجیب در شبکه روبرو شدیم. تعدادی از کامپیوترها به‌طور ناگهانی قادر به اتصال به اینترنت یا سایر دستگاه‌های موجود در شبکه نبودند.

پس از تحقیقات فراوان و بررسی‌های اولیه، متوجه شدیم که مشکل از پروتکل ARP بود. 

در این مورد خاص، به نظر می‌رسید که ARP cache برخی از کامپیوترها corrupt شده بود. این موضوع باعث می‌شد که آنها نتوانند آدرس‌های IP را به درستی به آدرس‌های MAC نگاشت کنند و در نتیجه، قادر به برقراری ارتباط با سایر دستگاه‌ها نبودند.

برای حل این مشکل، ابتدا سعی کردیم ARP cache کامپیوترها را flush کنیم. این کار با استفاده از دستورات ساده‌ای در Command Prompt انجام شد. خوشبختانه، این کار مشکل را حل کرد و کامپیوترها دوباره به شبکه متصل شدند.

اما این تجربه درس مهمی به من داد. فهمیدم که چقدر پروتکل ARP برای عملکرد صحیح شبکه حیاتی است. همچنین یاد گرفتم که چگونه مشکلات مربوط به ARP را شناسایی و حل کنم.

سخن پایانی

پروتکل ARP نقشی حیاتی در شبکه‌های IP ایفا می‌کند و وظیفه‌ای ساده اما ضروری را انجام می‌دهد: تبدیل آدرس‌های IP به آدرس‌های MAC. بدون ARP، ارتباطات بین دستگاه‌ها در شبکه‌های محلی غیرممکن خواهد بود. 

سوالات متداول

چه زمانی از ARP استفاده می‌شود؟ 

 در هر زمان که یک دستگاه نیاز به ارسال فریم داده به دستگاه دیگری در شبکه داشته باشد، استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از ARP چیست؟ 

افزایش سرعت شبکه ساده‌سازی ارتباطات در شبکه  و کاهش ترافیک شبکه

معایب استفاده از ARP چیست؟

 ARPمی‌تواند توسط مهاجمان برای جعل آدرس MAC و انجام حملات ARP Spoofing مورد سوء استفاده قرار گیرد. همچنین فقط در شبکه‌های محلی قابل استفاده است.