Для чего используется arp. ARP — протокол преобразования адресов

Регулярные выражения являются наиболее сложной темой практически для любого программиста: как для новичка, только что начавшего изучать perl, так и для опытного программиста, ранее не встречавшегося с регулярными выражениями. На самом деле, регулярные выражения не так сложны, как может показаться на первый взгляд, просто с самого начала нужно построить правильные аналоги.

Для начала разберемся - что же такое регулярное выражение. По-английски пишется так - Regular Expression (отсюда часто встречается сокращение "regexp" и даже по-русски "регэксп"). Во-первых, не стоит искать смысл в самом термине - это дословный перевод с английского языка, который представляется слишком абстрактным. Но что бы понять по какому принципу работают регулярные выражения, нам и нужно именно что абстрагироваться на уровень предположений. Пример с поиском вхождения подстроки должен быть понятен всем. Но, на самом деле, хотя с помощью регулярных выражений можно легко найти любое вхождение, этот пример не раскрывает всей прелести регэкспов. Лучше вспомните как работает поиск файлов по шаблону (или по маске). Алгоритм подразумевает использование определенных символов (wildcards), которые позволяют как бы закрыть ту часть имени, которая для нас не имеет значения. Однако сами wildcards не используются в именах файлов (что делает алгоритм менее гибким). Так вот, поиск файлов по шаблону позволяет отобрать те имена файлов, которые удовлетворяют заданному условию. При этом, можно указать и точное имя, а можно в каком-то месте имени сделать предположение (с помощью все тех же wildcards). Так вот, регулярные выражения позволяют выполнять аналогичный поиск в пределах некоторой последовательности байт. Добавьте к этому возможность работы с различными частями образованной маски как с отдельными единицами и вы поймете прелесть регэкспов.

Далее, избавимся от предубеждения что регэкспы предназначены только для работы со строками. Да, технология ориентирована прежде всего на строки, (описание бинарных данных требует чуть больших усилий), но никто не мешает вам упаковать данные в структуру и интерполировать имя переменной, содержащей значение этой структуры внутри регэкспа.

Ну вроде как с базовой теорией разобрались. Здесь остается добавить, что поняв философию регулярных выражений, вы сможете самостоятельно разобраться с любым форматом регэкспов. Так, например SQL так же подразумевает возможность использования регулярных выражений, но в отличии от perl, формат описания шаблонов в SQL несколько иной.

По частям и все сразу

Цель регулярного выражения можно описать так: найти участок строки, соответствующий определенному шаблону, в основе которого лежит принцип предположений. То есть, шаблон не обязательно является точным соответствием искомой подстроки. Если вы все же не понимаетете что такое регулярные выражения и для каких целей их используют, возвращайтесь к примеру поиска файлов по маске.

Внутри регулярных выражений обитают несколько жадных, многоруких и любопытных существ, не познакомившись с которыми вы не сможете составлять регэкспы. Речь о квантификаторах, мнимых символах, классах и ссылках. Здесь ссылки - это ссылки на найденный текст. Это стандартное определение, но мне оно кажется немного не подходящим. Накопители или контейнеры более удачное определение, так как они фактически содержат в себе часть (или все) совпадения. Под классами подразумеваются наборы символов. Мнимые символы - это утверждения. То есть мнимый символ не является частью искомого значения, но, в нагрузку ко всему прочему, требует что бы выполнялось определенное условие. Квантификатор - это признак повторения шаблона.

Без стакан... тьфу, практики тут не разберешься. Посему предлагаю начать с самого простого. Возьмем элементарный пример со строками. Ниже приводится шаблон в котором встречаются все три вышеописанных зверя

/^([^\s]*)\s(.*)/

Пробежимся по шаблону слева-направо. Слэши указывают границы регэкспа, так что их сразу можно выкинуть. Символ ^ относится к мнимым символам. Он привязывает шаблон к началу строки. Что это значит? Это значит, что мы найдем искомое, только в случае если оно находится в начале исходной строки. Элементарно, Ватсон. Смотрим простейший пример

$source = "Pupkin";

$source =~ /^Pupkin/; # Оператор вернет истину, так

$source = "Vasya Pupkin";

$source =~ /^Pupkin/; # А здесь уже будет ложь, так как перед

# Пупкиным стоит его имя.

Так вот, если убрать из шаблона мнимый символ привязки к началу строки (^), то результатом работы второго оператора то же будет истина. Для самых непонятливых перепишу шаблоны

$source = "Pupkin";

$source =~ /Pupkin/; # Оператор вернет истину, так

# как в $source Pupkin с самого начала

$source = "Vasya Pupkin";

$source =~ /Pupkin/; # Здесь то же будет истина, так как

# Пупкин в строке есть, хотя и не с начала.

# Но ведь и шаблон не требовал Пупкина в начале строки

Теперь понятно, что такое мнимые символы? Просто дополнительное условие, а не часть искомого.

Итак, вернемся к нашим баранам

Слэши мы откинули как ограничители, с привязкой к началу строки то же разобрались. Далее у нас круглые скобки. Вот здесь, круглые скобки имеют то же самое значение, что и вообще в языках программирования - они изменяют приоритет и группируют операторы. Так и здесь - нужно рассматривать все то что в скобках как некое объединение. Сразу замечу, что пара круглых скобок образуют контейнер (или ссылка на найденный текст в стандартном определении).

И что мы видим? У нас два контейнера, разделенных \s. \s - это специальный символ, указывающий на любой символ из подмножества пробельных (пробел, табуляция, etc...) Уточню. То что у нас между контейнерами указывает на единичный пробельный символ. Мы подошли к самой важной основополагающей - в регулярном выражении (попросту шаблоне) любой символ соответствует самому себе, если только он не является метасимволом со специальным значением. Вот \s как раз и относится к таким метасимволам. Признаюсь, что наш пример вообще сплошь и рядом состоит из метасимволов. Да, да, в нем нет ни одного символа, соответствующего самому себе.

Итак, что же мы выяснили? Мы выяснили, что будем искать нечто, состоящее из двух контейнеров, которые разделены между собой единичным пробельным символом. Теперь пора разобраться с содержимым контейнеров. Начнем с правого - он проще. Точка в регэкспе определяет любой символ, кроме символа новой строки (есть некоторые моменты, когда абсолютно любой). Надеюсь, что такое любой символ понятно? Это может быть "1","2","8","D","a","r" или "b" и так далее и тому подобное от кодов с нуля до самого 255.

Ну а теперь, позвольте представить вам... Символ * превращает предыдущую часть шаблона в маленькое прожорливое существо - квантификатор. Этот самый квантификатор сожрет все символы (так как у нас перед этим было указание точка - любой символ) до самого конца строки. Бесплатный сыр только в мышеловке, но квантификатор этого не знает. Мы не зря поместили его в контейнер. После того, как обработка регулярного выражения будет завершена у нас будет контейнер, в котором сохранится все то, что сожрал квантификатор. Так как у нас всего два контейнера, то это контейнер будет у нас под номером два. В последствии мы так и скажем perl - а ну, отдай нам содержимое второго контейнера. Вот так то.

Итак, чего мы достигли? Мы будем искать нечто, состоящее из двух контейнеров, разделенных единичным пробельным символом. Правый контейнер у нас будет содержать всю ту часть строки, которая находится после единичного пробельного символа. После выполнения регулярного выражения мы сможем использовать содержимое правого (ну и левого то же) контейнера по своему усмотрению. Вот такой вывод на данный момент.

Пора приступать к содержимому левого контейнера. Напомню как он выглядит

Квадратные скобки определяют класс символов. Что такое класс символов? Предположим, что искомое не может быть представлено последовательностью символов, то есть подстрокой. Иначе говоря, в примере с Пупкиным мы не можем явно указать

Не важно, по каким причинам. Может быть искомое очень длинное, а может быть искомое - произвольные варианты строк, состоящих из определенных символов. Так вот в таком случае мы определим класс символов. Например символы латинского алфавита определяются таким классом

Заметьте как удобно - мы не указываем все символы подряд. Мы просто определяем границы с помощью метасимвола - (это как бы даже и не совсем метасимвол, а только в данном случае). Вместо перечисления цифровых символов мы можем записать

Хотя для цифровых символов есть более эффективное решение - метасимвол \d. Итак, у нас в левой части определен класс символов. Но какой-то интересный класс получается - вроде привязанный к началу строки. Нет, метасимвол ^ внутри класса указывает на отрицание символов класса. Это значит, что на месте этой части шаблона должен находиться любой символ, не входящий в состав класса. То есть, для примера

указывает, что здесь может быть любой нецифровой символ. Так и в нашем примере. Ну а с метасимволом \s вы уже знакомы. Учитывая отрицание получаем - любой непробельный символ. Учтите, что класс определяет только множество для соответствия или отрицания, но не множество для отбора. То есть, если у вас класс, то под шаблон попадет только один символ, удовлетворяющий условию. Для того, чтобы отобрать несколько символов нужно использовать квантификатор, что мы и делаем после описания класса символов. Теперь, что бы разобраться для отбора каких строк можно воспользоваться этим шаблоном давайте напишем пример.

#!C:/per/bin/perl -w

reg("Vasya Pupkin");

reg(" Vasya Pupkin");

reg("Vasya\t\tpupkin");

print "\$1=$1\n\$2=$2\n\n" if $_ =~ /([^\s]*)\s(.*)/;

В результате получится

Теперь давайте разберемся почему и как. Первый тест однозначно попадает под шаблон: Vasya не состоит из пробельных символов, далее следует один пробельный символ (натурально пробел), а Pupkin составляет оставшуюся часть строки. Результат второго теста у нас какой то странный. Первый контейнер у нас оказался пуст, а второй почему то содержит всю строку без ведущего пробела. С чем это связано? Да с тем, что квантификатор * означает ноль или более символов. Так как первым в строке у нас пробельный символ, в правый контейнер, согласно условию, попадает ноль непробельных символов. Далее, пробел то не входит в состав контейнеров. Ну а второй контейнер жрет всю строку до конца. Третий вариант, я думаю, понятен. Я уже говорил, что каждый символ регулярного выражения соответствует единичному. И только квантификаторы позволяют кушать несколько символов одного класса. В шаблоне контейнеры разделены одиночным пробельным символом. В левый контейнер попадает Vasya. Самым законным образом первый пробельный символ (табуляция в примере) пропускается, а правый контейнер кушает все что осталось - в том числе и второй табулятор. Таким образом, получаем Пупкина с ведущей табуляцией.

> Регулярные выражения в Perl

Регулярные выражения используются для нахождения шаблонов в строках. Например, для того, чтобы найти в телефонной книге конкретное имя, или,например, все имена, начинающиеся с буквы "a". Работа с регулярными выражениями является одной из самых мощных и полезных, и в тоже время самых сложных для понимания особенностей Perl. Надеемся, что после прочтения этой статьи вы поймете, насколько это мощный и удобный инструмент. Получив некоторый опыт вы сможете использовать эти возможности с большой пользой для себя.

Операторы

Для работы с регулярными выражениями в Perl используются три оператора
- оператор сравнения (matching - m//), оператор подстановки
(substitution s///) и оператор перевода (translation - tr///).

Все три оператора используют переменную $_ по умолчанию, поэтому
дальше, пока не будут представлены операции =~ и!~, будем
пользоваться ею.

Оператор сравнения проверяет, подходит ли проверяемое выражение под
шаблон, и возвращает значение 1, если это так, и значение 0 в
противном случае. Запись этого оператора состоит из буквы m,
разделителя (чаще всего это косая линия - /, но в принципе это может
быть почти любой символ), шаблона и еще одного разделителя (такого же,
как и первый:).

Оператор сравнения
$_ = ;
if (m/hello/) {
print "hello user\n";
}

if ($input{"siteurl"} =~ #http://#) {
print $input{"siteurl"};
}

В этом примере проверяется, есть ли в строке, полученной со
стандартного входа, слово "hello". Если это так (оператор m// вернет
значение 1), то на стандартный выход вернется фраза "hello user".

Примечание:вообще-то символ "m" является необязательным, поэтому
оператор из этого примера может выглядеть просто как /hello/.

Оператор подстановки находит в строке все подстроки, удовлетворяющие
шаблону, и заменяет их некоторым другим значением. Запись этого
оператора состоит из буквы s, указывающей на то, что это собственно
оператор подстановки и исходного (что заменять) и подстановочного (на
что заменять) шаблонов, разделенных разделителями.

Оператор подстановки
$_ = "My name is Fred";
# oh no, my name is Jonathan!
s/Fred/Jonathan/;

В этом примере в строке $_ все слова Fred будут изменены на Jonathan.

Оператор перевода также производит подстановку, но несколько другого
характера - он используется для замены отдельных символом некоторыми
другими (определенными) символами. Синтаксис этого оператора похож на
синтаксис оператора подстановки, с тем отличием, что во-первых он
очевидно начинается с букв tr, а между разделителями вставляются не
шаблоны, а группы символов, первая - исходные символы, вторая -
подстановочные, причем соответствующие символы должны стоять на
одинаковых позициях в своих группах - если вы хотите заменить,
например латинскую "m" на кириллическую "м", они должны стоять на
одинаковых местах: "m" - в первой группе символов, "м" - во второй.

Оператор перевода
$_ = "hi.there, my.name.is.jonathan,";
tr/.,/ !/;

В этом примере все запятые будут изменены на восклицательные знаки, а
точки - на пробелы.

Модификаторы

Возможности каждого из этих операторов можно расширить при помощии
модификаторов. Модификаторы - это грубо говоря символы которые
дописываются к оператору (например, так - s/fred/Jonathan/i), говоря о
том, как ему нужно разбирать рабочее значение.

Модификаторы для оператора сравнения:

x - позволяет использовать расширенные регулярные выражения;

Модификаторы для оператора подстановки:

e - вычисляет подстановочное выражение перед подстановкой;
g - находит все найденные подстроки;
i - игнорирует регистр символов в строке;
m - рассматривает строку как многострочное значение;
s - рассматривает строку как однострочое значение;
x - позволяет использовать расширенные регулярные выражения.

Модификаторы

$_ = "My name is Fred";
s/fred/Jonathan/i; # My name is Jonathan
s/jonathan/routine()/ie; # My name is

Операции =~ и!~

Операции =~ и!~ позволяют использовать с операторами m//, s/// и
tr/// любые переменные, а не только $_, которая используется этими
операторами по умолчанию.

Оператор =~ выполняет те же функции, что и оператор присваивания "="
(в случае использования с операторами s/// и tr///) и оператор
сравнения "eq" (при использовании с оператором m//).

Операция =~
$name = "my name is Fred";
$name =~ s/fred/Jonathan/ig;

$string = "hello world";
if ($string =~ /hello/i) {
print "helloworlded in this string.";
}

Аналогично, операция!~ используется так же как и операция "ne" (ее
написание подобно операции чисельного сравнения!=), используется
только с оператором сравнения и означает отрицание удовлетворения
шаблону.

Операция!~
$string = "good";
if ($string !~ /bad/) {
print "hey, it"s not too bad yet!";
}

Память

И напоследок - о возможности более удобно работать с результатами
обработки регулярных выражений, а именно о хранении их в отдельных
переменных. Такими переменными являются предопределенные $&, $`, $", и
набор переменных $1, $2, ..., $9.

Переменная $&

Эта переменная предназначена для хранения фрагмента строки, который
удовлетворил шаблону, заданному регулярным выражением. Это удобно в
таких случаях, как, например, если нужно найти число в строке, но
неизвестно, что это за число. Вот как это может выглядеть:

$string = "error 404."
$string =~ m/\d+/;

Переменные $` и $ "

Эти переменные служат для хранения фрагментов, которые не
удовлетворили шаблону, а именно подстрок, которые стоят до и после
результата соответственно. Другими словами, после операции, например,
сравнения, значение исходой строки разделяется на три части - часть,
которая подошла под шаблон, и фрагменты, которые идут перед ней и
после нее. Эти части и помещаются в переменные $&, $` и $"
соответственно. (Обратите внимание на то, что в первой переменной -
обратная кавычка, а во второй - прямая). Посмотрим на предыдущий
пример.

$string = "error 404."
$string =~ m/\d+/;

$number = $&; # $number содержит "404"
$before = $`; # $before содержит "error"
$after = $"; # $after содержит "."

Переменные $1..$9

Эти переменные служат для хранения фрагментов строки, которые
удовлетворили соответсвующим определенным фрагментам шаблона. В
шаблоне фрагменты выделяются при помощи скобок. Каждому фрагменту
выделяется номер в том порядке, в котором они расположены, и
соответствующая переменная будет содержать его значение.

$string = "this is to be uppercased";
$string =~ s/(upper\w+)/uc($1)/;
# $string = "this is to be UPPERCASED"

$string = "15 apples, 2 foos, 3 bars";
while ($string =~ m/(\d+) (\w+)/g) {
print "$2: $1\n";
}
# Выведет apples: 15
# foos: 2
# bars: 3

Николай Матковский ,
11.05.2006.

←

В TCP/IP не рассматриваются технологии канального и физического уровней, при реальной передаче данных все равно приходится отображать IP адрес на адрес канального уровня.

В сети Ethernet для идентификации источника и получателя информации используются IP и MAC адреса. Информация, пересылаемая от одного компьютера другому по сети, содержит в себе физический адрес отправителя, IP-адрес отправителя, физический адрес получателя и IP-адрес получателя. ARP-протокол обеспечивает связь между этими двумя адресами, поскольку эти два адреса никак друг с другом не связаны.

ARP - протокол разрешения адресов (Address Resolution Protocol) является протоколом третьего (сетевого) уровня модели OSI, используется для преобразования IP-адресов в MAC-адреса, играет важную функцию в множественном доступе сетей. ARP была определена RFC 826 в 1982 году.

Непосредственно связь между IP адресом и MAC адресом осуществляется с помощью так называемых ARP-таблиц, где в каждой строке указывается соответствие IP адреса MAC адресу.

Пример ARP-таблицы в ОС Windowsпредставлен на рисунке.

В ARP-таблице, помимо IP и MAC адреса, еще указывается тип связи, существует два типа записей:

Статические записи создаются вручную, они существуют до тех пор, пока компьютер или маршрутизатор остается включенным.
Динамические записи должны периодически обновляться. Если запись не обновлялась в течении определенного времени (приблизительно 2 минуты), то она исключается из таблицы. В ARP-таблице содержаться записи не обо всех узлах сети. А только те, которые активно участвуют в сетевых операциях. Такой способ хранения называется ARP-кэшем.

В IPv6 функциональность ARP обеспечивает протокол NDP (Neighbor Discovery Protocol Протокол Обнаружения Соседей).

RARP (англ. Reverse Address Resolution Protocol - Обратный протокол преобразования адресов) - протокол третьего (сетевого) уровня модели OSI, выполняет обратное отображение адресов, то есть преобразует аппаратный адрес в IP-адрес.

Существует четыре типа ARP-сообщений:

ARP-запрос(ARPrequest);
ARP-ответ(ARP reply);
RARP-запрос(RARP-request);
RARP-ответ(RARP-reply).

Структура заголовка ARP

Hardware type (HTYPE) Каждый канальный протокол передачи данных имеет свой номер, который хранится в этом поле. Например, Ethernet имеет номер 0x0001
Protocol type (PTYPE) Код сетевого протокола. Например, для IPv4 будет записано 0x0800
Hardware length (HLEN) Длина физического адреса в байтах. Адреса Ethernet имеют длину 6 байт.
Protocol length (PLEN) Длина логического адреса в байтах. IPv4 адреса имеют длину 4 байта.
Operation Код операции отправителя: 1 в случае запроса и 2 в случае ответа.
Sender hardware address (SHA) Физический адрес отправителя.
Sender protocol address (SPA) Логический адрес отправителя.
Targethardwareaddress (THA) Физический адрес получателя. Поле пусто при запросе.
Target protocol address (TPA) Логический адрес получателя.

Рассмотрим структуру заголовка ARP запроса (request) на примере перехваченного пакета с помощью сетевого анализатора Wireshark

Рассмотрим структуру заголовка ARP ответа (reply) на примере перехваченного пакета с помощью сетевого анализатора Wireshark

Сетевая утилита ARP.EXE

Утилита командной строки ARP.EXE присутствует во всех версиях Windows и имеет один и тот же синтаксис.

Команда ARP позволяет просматривать и изменять записи в кэш ARP (Address Resolution Protocol - протокол разрешения адресов), который представляет собой таблицу соответствия IP-адресов аппаратным адресам сетевых устройств. Аппаратный адрес - это уникальный, присвоенный при изготовлении, 6-байтный адрес сетевого устройства, например сетевой карты. Этот адрес также часто называют MAC-адресом (Media Access Control - управление доступом к среде) или Ethernet-адресом. В сетях Ethernet передаваемые и принимаемые данные всегда содержат MAC-адрес источника (Source MAC) и MAC-адрес приемника (Destination MAC). Два старших бита MAC-адреса используются для идентификации типа адреса:

первый бит - одиночный (0) или групповой (1) адрес.
второй бит - признак универсального (0) или локально администрируемого (1) адреса.
cледующие 22 бита адреса содержат специальный код производителя MFG или OUI - универсальный код организации.

Другими словами, любое сетевое устройство имеет аппаратный адрес, состоящий из 2- х частей. Старшую часть MAC - адреса, централизованно выделяемую по лицензии каждому производителю сетевого оборудования. Например, 00:E0:4C - для сетевых устройств REALTEK SEMICONDUCTOR CORP. Крупным производителям сетевого оборудования обычно принадлежит несколько диапазонов OUI . И младшую часть MAC-адреса, которая формируется при производстве оборудования, и уникальна для каждого экземпляра устройства.

Любое сетевое устройство имеет аппаратный адрес, состоящий из 2-х частей:

Старшую часть MAC - адреса, централизованно выделяемую по лицензии каждому производителю сетевого оборудования. Например, 00:E0:4C - для сетевых устройств REALTEK SEMICONDUCTOR CORP. Крупным производителям сетевого оборудования обычно принадлежит несколько диапазонов OUI .
Младшую часть MAC-адреса, которая формируется при производстве оборудования, и уникальна для каждого экземпляра устройства.

Отображение IP-адресов (формируемых программным путем), в аппаратные адреса, выполняется с помощью следующих действий:

в сеть отправляется широковещательный запрос (ARP-request), принимаемый всеми сетевыми устройствами. Он содержит IP и Ethernet адреса отправителя, а также, целевой IP-адрес, для которого выполняется определение MAC-адреса.
каждое устройство, принявшее запрос проверяет соответствие целевого IP-адреса, указанного в запросе, своему собственному IP-адресу. При совпадении, отправителю передается ARP-ответ (ARP-Reply), в котором содержатся IP и MAC адреса ответившего узла. Кадр с ARP-ответом содержит IP и MAC адреса как отправителя, так и получателя-составителя запроса.
информация, полученная в ARP-ответе, заносится в ARP-кэш и может использоваться для обмена данными по IP-протоколу для данного узла. ARP-кэш представляет собой таблицу в оперативной памяти, каждая запись в которой содержит IP, MAC и возраст их разрешения. Возраст записи учитывается для того, чтобы обеспечить возможность повторного выполнения процедуры ARP при каком либо изменении соответствия адресов.

Синтаксис ARP.EXE :

arp[-a [-NIfaceAddr]] [-g [-NIfaceAddr]] [-dInetAddr ] [-sInetAddr EtherAddr ]

a[ InetAddr] [ -NIfaceAddr] - ключ -a - отображает текущую таблицу ARP для всех интерфейсов. Для отображения записи конкретного IP-адреса используется ключ -a с параметром InetAdd , в качестве которого указывается IP-адрес. Если узел, отправляющий ARP-запрос имеет несколько сетевых интерфейсов, то для отображения таблицы ARP нужного интерфейса, можно использовать ключ -N с параметром IfaceAddr, в качестве которого используется IP-адрес интерфейса.
g[ InetAddr] [ -NIfaceAddr] - ключ -g идентичен ключу -a.
d InetAddr[ IfaceAddr] - используется для удаления записей из ARP-кэш. Возможно удаление по выбранному IP или полная очистка ARP кэш. Для удаления всех записей, вместо адреса используется символ * Если имеется несколько сетевых интерфейсов, то очистку можно выполнить для одного из них, указав в поле IfaceAddr его IP.
s InetAddr EtherAddr [ IfaceAddr] - используется для добавления статических записей в таблицу ARP. Статические записи хранятся в ARP-кэш постоянно. Обычно, добавление статических записей используется для сетевых устройств, не поддерживающих протокол ARP или не имеющих возможности ответить на ARP- запрос.
/? - получение справки по использованию arp.exe. Аналогично - запуск arp.exe без параметров.

Примеры практического использования .

arp -a - отобразить все записи таблицы ARP.
arp -a 192.168.0.9 - отобразить запись, соответствующую IP-адресу 192.168.0.9
arp -a 192.168.1.158 -N 192.168.1.1 - отобразить таблицу ARP для адреса 192.168.1.158 на сетевом интерфейсе 192.168.1.1
arp -a -N 10.164.250.148 - отобразить все записи таблицы ARP на сетевом интерфейсе 10.164.250.148.
arp -s 192.168.0.1 00-22-15-15-88-15 - добавить в таблицу ARP статическую запись, задающую соответствие IP - адреса 192.168.0.1 и MAC-адреса 00-22-15-15-88-15
arp -s 192.168.0.1 00-22-15-15-88-15 192.168.0.56 - то же самое, что и в предыдущем случае, но с указанием сетевого интерфейса, для которого выполняется добавление статической записи.
arp -d 192.168.1.1 192.168.1.56 удаление записи из таблицы ARP для IP-адреса 192.168.1.1 на сетевом интерфейсе 192.168.1.56
arp -d * - полная очистка таблицы ARP. Аналогично - arp -d без параметров. Если имеется несколько сетевых интерфейсов, то очистка может быть выполнена только для одного из них - arp -d * 192.168.0.56.

Некоторые замечания по практическому использованию команды ARP:

разрешение адресов по протоколу ARP выполняется только при операциях передачи данных по протоколу IP .
время жизни записей в таблице ARP ограничено, поэтому, перед просмотром ее содержимого для конкретного адреса нужно выполнить ping на этот адрес.
если ответ на ping не приходит, а запись для данного IP-адреса присутствует в таблице ARP, то этот факт можно интерпретировать как блокировку ICMP-пакетов брандмауэром пингуемого узла.
невозможность подключения к удаленному узлу по протоколам TCP или UDP при наличии записей в таблице ARP для целевого IP, может служить признаком отсутствия служб обрабатывающих входящие подключения, или их блокировки брандмауэром (закрытые порты).
ARP протокол работает в пределах локального сегмента сети. Поэтому, если выполнить ping на внешний узел (например ping yandex.ru), то в таблице ARP будет присутствовать запись для IP - адреса маршрутизатора, через который выполняется отправка пакета во внешнюю сеть.

При использовании команды ARP для отображения таблицы, не помещающейся на экране, удобно пользоваться командой постраничного вывода more или перенаправлением стандартного вывода в файл:

arp -a | more
arp -a > C:\myarp.txt

Если машина обменивается информацией с другим равноценным устройством в одной и той же сети, это соединение требует наличия физического или MAC-адреса. Вместе с тем приложение, отвечающее за связь, требует использования какого-либо механизма, способного связать IP-адрес с MAC-адресом.

Этот механизм осуществляется с помощью протоколов разрешения адресов (ARP). Благодаря им происходит трансляция IP-адреса узла назначения, который информирует источник MAC-адреса. Таким образом, протоколы ARP способствуют связи двух устройств при их одновременном подключении в сеть.

Как это работает?

Это означает, что каждый раз, когда машина А хочет послать пакеты данных машине B, A должна послать пакет ARP для запроса MAC-адреса B. Вместе с тем это неизбежно приведет к увеличению нагрузки на сеть и утяжелению трафика.

Для того чтобы уменьшить трафик и затраты на сетевые подключения, компьютеры, использующие ARP-протокол, поддерживают кэш недавно приобретенных адресов привязки IP_to_MAC, то есть они не должны использовать ARP повторно.

Вместе с тем некоторые уточнения ARP возможны: когда машина А хочет послать данные машине B, возможно, что B собирается посылать ответные данные А в ближайшем будущем. Поэтому, чтобы избежать использования ARP для машины B, A должна сохранить его связующий адрес IP_to_MAC в специальном пакете при запросе на MAC-адрес B. Так как A передает свой первоначальный запрос на MAC-адрес B, каждая машина в сети должна извлекать и хранить в своем кэше адрес IP_to_MAC.

Когда устройство находится в сети (например, если операционная система перезагружается), оно может транслировать адрес связывания так, что все другие машины могут сохранить его в своих настройках. Это позволит не использовать повторно протоколы ARP, которые могли бы понадобиться при подключении других новых устройств.

Пример отображения использования протокола разрешения адресов

Можно рассмотреть сценарий, когда компьютер пытается связаться с некоторыми удаленными устройствами, и ранее никакого обмена IP между ними не осуществлялось. Именно поэтому должен быть применен ARP-протокол - чтобы определить MAC-адрес удаленной машины.

Сообщение запроса ARP (который идет от IP-адреса A.A.A.A к B.B.B.B) транслируется по локальной сети с типом протокола Ethernet. Протоколы ARP исходят от всех машин, кроме целевой, которая направляет ответное сообщение на запрос. Этот ответ содержит в себе IP-адрес B.B.B.B, т.е. аппаратный адрес источника Ethernet, после чего будет налажена связь между устройствами.

Протокол ARP и его назначение - выводы

Как можно увидеть из описания выше, протокол разрешения адресов используется для наладки взаимодействия между различными устройствами в сети. Другими словами, это технология, без которой нормальное подключение не представляется возможным. Но возможна ли работа протокола ARP без других параметров сети? Определенно, невозможна. Поэтому следует рассмотреть другие протоколы, играющие важную роль.

Протокол восстановления обратного адреса

RARP является протоколом, по которому физический компьютер в локальной сети может запросить свой IP-адрес из таблицы Address Resolution Protocol или кэш-сервера шлюза. создает таблицу в шлюзе или маршрутизаторе локальной сети, которая отображает физический адрес машины (или адрес управления доступом к среде - MAC) относительно соответствующего протокола. Когда новое устройство подключается в сеть, его RARP-клиент создает на сервере запрос для отправки его IP-адреса. Предполагая, что запись была создана в таблице маршрутизатора, сервер RARP возвращает IP-адрес на машину, которая может хранить его для дальнейшего использования. Таким образом, протокол разрешения адресов ARP непрерывно связан с RARP.

Детальный механизм

И машина, которая выдает запрос, и сервер, который отвечает на него - все они используют физические сетевые адреса во время сеанса связи. Как правило, запрашивающая сторона не знает физический адрес. Таким образом, запрос транслируется на все машины в сети. Затем запрашивающая сторона должна идентифицировать себя по отношению к серверу. Для этого может быть использован серийный номер CPU или физический адрес сетевой машины. При этом использование физического адреса в качестве уникального идентификатора имеет два преимущества.

Эти адреса всегда доступны и не должны быть связаны в коде начальной загрузки.
Поскольку идентифицирующая информация зависит от сети, а не от поставщика CPU, все машины по данной сети будет иметь уникальные идентификаторы.

Действие RARP во времени

Так как RARP использует физическую сеть напрямую, никакое другое программное обеспечение протокола не будет отвечать на запрос или ретранслировать его. Программное обеспечение RARP должно единолично справиться с этими задачами. Некоторые рабочие станции, которые полагаются на RARP для загрузки, могут неоднократно повторять попытку неопределенное время, пока не получат ответ. Другие реализации имеют отказ после нескольких попыток, чтобы избежать перегрузки сети ненужными трансляциями.

Протоколы IP/ICMP/ARP

Протокол ICMP связывает механизм, шлюзы и хосты, которые используются для управления соединением или получения отчета об ошибках. Интернет-протокол обеспечивает сигнал, идущий от шлюза к шлюзу, пока не достигнет точки, которая может доставить его непосредственно в конечный пункт назначения. Если шлюз не может направлять или доставлять данные, или же он обнаруживает такое необычное состояние, как перегрузка сети, он должен выдать сообщение об этом, чтобы принять меры, позволяющие избежать или исправить эту проблему.

Сообщений (ICMP) позволяет шлюзам осуществлять передачу ошибок или управлять сообщениями для других шлюзов или хостов. Таким образом, ICMP обеспечивает связь между протоколами Интернет на обоих соединяемых компьютерах.

Этот специальный механизм был добавлен разработчиками в дополнение к TCP/IP-протоколам. Он позволяет использовать шлюзы в Интернете, чтобы сообщить об ошибках или предоставить информацию о чрезвычайных обстоятельствах. Сам по себе IP-протокол не содержит ничего, что может помочь проверить связь с отправителем или узнать о сбоях.

Протоколы TCP/IP

TCP/IP-протоколы предоставляют средства, способные помочь сетевым администраторам или пользователям идентифицировать проблемы сети. Один из наиболее часто используемых инструментов отладки вызывает запрос ICMP и получает ответное сообщение. В то же время хост или шлюз посылает эхо-сообщение с запросом ICMP на указанный адрес. Любая машина, которая получает эхо-запрос, формулирует отклик и возвращает к исходному отправителю. При этом ответ содержит копию данных, передаваемых в запросе, а также связанный с ними отклик.

Этот протокол может быть использован для проверки того, доступен ли адресат и возможна ли с ним связь. В свою очередь, протоколы ARP - это используемые в дополнение к TCP/IP и необходимые для осуществления корректной связи между устройствами в сети.