ARP Là Gì? 4 Loại ARP Và Cách Hoạt Động Của ARP

Khi nhắc đến mạng máy tính, ta sẽ bắt gặp khái niệm ARP là gì. Bởi lẽ, ARP đóng góp quan trọng đối với cách chúng ta trải nghiệm và tận dụng internet hàng ngày. Cùng Miko Tech tìm hiểu thêm về khái niệm này nhé!

ARP là gì?

ARP là gì? ARP (Address Resolution Protocol) là một phương thức giúp các thiết bị trong cùng mạng trao đổi dữ liệu một cách hiệu quả.

Máy tính, điện thoại thông minh và các thiết bị khác kết nối Internet đều có hai địa chỉ: một địa chỉ IP và một địa chỉ MAC. Giao thức ARP giúp các thiết bị trong mạng biết được địa chỉ MAC tương ứng của thiết bị khác, từ đó có thể gửi dữ liệu trực tiếp tới thiết bị đó.

Địa chỉ IP và địa chỉ MAC là gì?

Địa chỉ IP (Internet Protocol) và địa chỉ MAC (Media Access Control) là hai loại địa chỉ khác nhau được sử dụng trong mạng máy tính. Địa chỉ IP giúp xác định thiết bị trên mạng toàn cầu, trong khi địa chỉ MAC giúp thiết bị giao tiếp trong mạng cục bộ.

Địa chỉ IP giống như số nhà của máy tính hoặc thiết bị trên Internet. Nó giúp các thiết bị trao đổi thông tin và dữ liệu trực tuyến. Mỗi thiết bị có một địa chỉ IP riêng, giống như mỗi ngôi nhà có một địa chỉ riêng trên đường phố.

Địa chỉ MAC là một số ID riêng biệt của từng thiết bị trong mạng cục bộ, như mạng Wi-Fi của bạn. Nó giống như một cái tên duy nhất cho mỗi thiết bị trong cùng mạng, giúp chúng nhận dạng và giao tiếp với nhau trong mạng nội bộ.

Tầm quan trọng của ARP trong mô hình OSI

Trong mô hình OSI (Open Systems Interconnection), ARP có vai trò quan trọng tại tầng Liên kết dữ liệu (Data Link Layer):

• Tạo Liên kết Giữa Tầng Mạng và Tầng Liên kết Dữ liệu: ARP giúp tạo liên kết giữa địa chỉ IP tại tầng Mạng (Network Layer) và địa chỉ MAC tại tầng Liên kết dữ liệu. Điều này cho phép dữ liệu được truyền từ tầng Mạng xuống tầng Liên kết dữ liệu để được gửi đi trên mạng vật lý.
• Xác định Địa chỉ MAC: ARP giúp xác định địa chỉ MAC tương ứng với địa chỉ IP, cho phép các thiết bị trong mạng gửi dữ liệu đến đúng đích.
• Đảm bảo Truyền thông Hiệu Quả: ARP đảm bảo truyền thông hiệu quả bằng cách giúp thiết lập ánh xạ địa chỉ IP-MAC, ngăn ngừa việc gửi dữ liệu đến các thiết bị không liên quan.
• Hỗ trợ DHCP: Trong mạng sử dụng DHCP để cấp địa chỉ IP động, ARP giúp cập nhật thông tin ánh xạ địa chỉ IP-MAC khi các thiết bị kết nối và rời mạng.
• Quản Lý Vấn đề Bảo Mật: Mặc dù có nhược điểm liên quan đến bảo mật, ARP có vai trò trong việc xác thực và định danh các thiết bị trong mạng.

4 loại ARP và công dụng của từng loại

Khi giải thích ARP là gì, có 4 loại đặc biệt: ARP proxy, ARP miễn phí, ARP đảo ngược (RARP) và ARP nghịch đảo (IARP). Cùng tìm hiểu về từng loại ARP ngay sau đây nhé!

Proxy ARP (pARP)

Proxy ARP là khi một thiết bị mạng (thường là router) xử lý các yêu cầu ARP thay cho một thiết bị trong cùng mạng. Khi nhận được yêu cầu ARP, router sẽ gửi địa chỉ MAC của chính nó để phản hồi. Về cơ bản, router đóng vai trò giống như người đại diện cho các thiết bị trong mạng của nó. Hãy xem qua ví dụ sau để hiểu rõ hơn.

Router màu xanh lá cây ở giữa phục vụ hai mạng khu vực cục bộ riêng biệt là 10.0.0.0/24 và 10.0.4.0/24. Giả sử Máy B muốn gửi một thông điệp tới Máy D. Nhưng không may, Máy D lại nằm trên một mạng khác. Máy B đang đối diện với tình thế khó khăn: làm cách nào để lấy địa chỉ MAC của Máy D?

Đây là lúc router ra tay “cứu viện”. Khi Máy B gửi yêu cầu ARP tới router, router sẽ cung cấp địa chỉ MAC của chính nó trong phản hồi. Đã có được địa chỉ MAC, Máy B gửi thông tin của mình tới router. Sau đó, router sẽ gửi lại thông tin đó cho Máy D trong mạng của mình. Như vậy, router đóng vai trò như người đại diện giao nhận thông tin giữa hai máy khác mạng.

Gratuitous ARP (gARP)

Gratuitous ARP là khi một thiết bị mạng tự động gửi một phản hồi ARP mà không ai yêu cầu. Điều này giống như một người gửi một “email hàng loạt” để thông báo cho mọi người biết họ đã cập nhật thông tin liên hệ của mình, chẳng hạn như thay đổi số điện thoại hoặc địa chỉ.

Gratuitous ARP có một số ứng dụng rất hữu ích. Ví dụ, trong mạng có thể có nhiều thiết bị hoặc địa chỉ IP dự phòng. Khi một thiết bị hoặc địa chỉ IP chính gặp sự cố, một thiết bị hoặc địa chỉ IP dự phòng có thể gửi gratuitous ARP để thông báo cho toàn mạng biết nơi gửi dữ liệu. Điều này giúp tránh việc phải gửi và phản hồi cho từng yêu cầu ARP riêng lẻ.

Reverse ARP (rARP)

ARP đảo ngược (Reverse ARP) là một giao thức trong mạng máy tính gửi đi địa chỉ IP thay vì địa chỉ MAC như ARP thông thường. Một số máy không biết địa chỉ IP của chính nó. Điều này xảy ra khi như một hệ lụy của việc không đủ bộ nhớ để lưu trữ thông tin về địa chỉ IP. Vì máy chỉ biết địa chỉ MAC của mình, nó sẽ cần gửi yêu cầu rARP để có thông tin IP phục vụ cho việc gửi dữ liệu.

Inverse ARP

Cũng giống như rARP, Inverse ARP (gọi tắt là IARP hoặc INARP) cũng gửi địa chỉ IP thay vì địa chỉ MAC. uy nhiên, khác với RARP, Inverse ARP hoạt động hoàn toàn giống như ARP truyền thống, chỉ khác ở chỗ nó dịch các địa chỉ MAC thành địa chỉ IP thay vì dịch địa chỉ IP thành địa chỉ MAC.

IARP đặc biệt hữu ích cho những địa chỉ IP thay đổi liên tục. Trong mạng sử dụng DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) để cấp địa chỉ IP động cho các thiết bị, địa chỉ IP của các thiết bị có thể thay đổi định kỳ. IARP có thể giúp các thiết bị tìm địa chỉ IP mới tương ứng với địa chỉ MAC của chúng.

Cách hoạt động của ARP là gì?

Giao thức ARP (Address Resolution Protocol) hoạt động như một cầu nối quan trọng giữa địa chỉ IP và địa chỉ MAC trong mạng máy tính. ARP hoạt động như sau:

Bước 1: Yêu cầu ARP (ARP Request)

Khi một thiết bị muốn gửi dữ liệu đến một địa chỉ IP khác trong cùng mạng, nó sẽ kiểm tra bộ nhớ cache ARP của mình xem có thông tin về địa chỉ MAC tương ứng không. Nếu không có, nó cần biết địa chỉ MAC của địa chỉ IP đó để gửi dữ liệu đến đúng đích đến.

Thiết bị sẽ gửi yêu cầu ARP broadcast đến tất cả các thiết bị trong mạng để tìm ra thiết bị có địa chỉ IP cần tìm. Yêu cầu cũng tương tự như việc hỏi các thiết bị “Ai có địa chỉ IP này và địa chỉ MAC của bạn là gì?”

Bước 2: Phản hồi ARP (ARP Reply)

Thiết bị có địa chỉ IP tương ứng khi nhận được yêu cầu ARP, nó sẽ trả lời với một phản hồi ARP về địa chỉ MAC của nó. Phản hồi này được gửi trực tiếp đến thiết bị đã gửi yêu cầu.

Bước 3: Cập nhật bộ nhớ cache ARP

Thiết bị yêu cầu lưu thông tin về địa chỉ IP và địa chỉ MAC tương ứng trong bộ nhớ cache ARP của mình. Điều này giúp tối ưu hóa quá trình giao tiếp trong tương lai.

Bước 4: Gửi dữ liệu

Sau khi có thông tin địa chỉ MAC của địa chỉ IP đích, thiết bị gửi dữ liệu trực tiếp đến địa chỉ MAC này trong mạng cục bộ. Thời gian tồn tại của thông tin trong bộ nhớ cache ARP có giới hạn. Khi thông tin này hết hạn hoặc khi cần gửi dữ liệu đến một địa chỉ mới, quá trình yêu cầu và phản hồi ARP sẽ được lặp lại.

Tóm lại, ARP giúp các thiết bị trong mạng tìm hiểu địa chỉ MAC tương ứng của địa chỉ IP để có thể giao tiếp với nhau một cách hiệu quả trong mạng cục bộ.

Ưu, nhược điểm của giao thức ARP là gì?

Ưu điểm của giao thức ARP là:

• Bằng cách sử dụng ARP, có thể biết được địa chỉ MAC nếu có địa chỉ IP của cùng một hệ thống.
• ARP là một giao thức đơn giản và hiệu quả, giúp ánh xạ địa chỉ IP và địa chỉ MAC để thiết lập giao tiếp trong mạng.
• Quá trình giải quyết địa chỉ trong ARP thường diễn ra nhanh chóng và không tốn nhiều thời gian.
• ARP là một phần không thể thiếu trong các mạng Ethernet và IPv4, và nó hỗ trợ nhiều kiểu mạng khác nhau.

Nhược điểm của giao thức ARP:

• Trong mạng lớn, việc truyền đi các yêu cầu ARP và nhận phản hồi có thể tạo ra gánh nặng cho mạng và giảm hiệu suất.
• Hacker có thể giả mạo ARP để tấn công mạng Ethernet.

Lời kết

ARP đóng vai trò chủ chốt trong việc tạo sự kết nối giữa các thiết bị trong mạng, ánh xạ địa chỉ IP và địa chỉ MAC để cho phép truyền thông hiệu quả.

Qua việc hiểu về ARP là gì và cách hoạt động của nó, chúng ta có thể tận dụng kiến thức này để quản lý, đảm bảo tính ổn định và hiệu quả trong truyền tải dữ liệu. Miko Tech đã cung cấp cho bạn những kiến thức bổ ích. Nếu thấy nội dung này hữu ích, hãy chia sẻ đến cho bạn bè cùng đọc nhé!