Arp
Version vom 29. März 2026, 10:24 Uhr von Thomas.will (Diskussion | Beiträge)
Address Resolution Protocol (ARP)
Definition
- Ermittelt die physikalische Adresse (MAC) zu einer bekannten logischen Adresse (IP).
- Stellt die Verbindung zwischen Internetschicht (Layer 3) und Netzzugangsschicht (Layer 2) her.
- Speichert Zuordnungen im ARP-Cache (Tabelle) der beteiligten Rechner.
Verwendung und Notwendigkeit
- MAC-Adressen (48 Bit) sind hardwaregebunden und weltweit theoretisch eindeutig.
- IP-Adressen (32 Bit bei IPv4) werden logisch vergeben (IANA).
- Da keine feste mathematische Beziehung zwischen IP und MAC existiert, ist ARP für die Kapselung von IP-Paketen in Ethernet-Frames zwingend erforderlich.
- Ohne Ziel-MAC kann ein Ethernet-Frame nicht im lokalen Netz zugestellt werden.
Funktionsweise (Beispiel Ethernet)
ARP Request (Anfrage)
- Sender schickt einen Broadcast an alle Rechner im lokalen Netz (Ziel-MAC: FF-FF-FF-FF-FF-FF).
- Inhalt: „Wer hat die IP-Adresse X? Bitte antworte an meine IP/MAC-Adresse.“
- Das Feld für die gesuchte Ziel-MAC wird im ARP-Header mit 00-00-00-00-00-00 gefüllt.
ARP Reply (Antwort)
- Nur der Rechner mit der gesuchten IP-Adresse reagiert.
- Er sendet seine MAC-Adresse direkt an den Anfragenden zurück (meist als Unicast).
- Der Anfragende trägt die Kombination in seinen ARP-Cache ein.
ARP-Cache (Tabelle)
- Enthält Zuordnungen von IP- zu MAC-Adressen.
- Einträge sind zeitlich begrenzt (Gültigkeitsdauer oft ca. 5 Minuten bei Linux).
- Nutzung eines Eintrags verlängert dessen Ablaufzeit.
- Verwaltung über Befehle:
- arp -a oder arp -n: Zeigt die aktuelle Tabelle an.
- arping: Manuelles Versenden von ARP-Anforderungen.
ARP Header
| ARP-Nachrichtenformat (Ethernet & IPv4) | |
|---|---|
| Hardwareadresstyp (z.B. Ethernet = 1) | 2 Byte |
| Protokolladresstyp (z.B. IPv4 = 0x0800) | 2 Byte |
| Hardwareadressgröße (z.B. MAC = 6) | 1 Byte |
| Protokolladressgröße (z.B. IP = 4) | 1 Byte |
| Operation (1 = Request / 2 = Reply) | 2 Byte |
| Quell-MAC-Adresse | 6 Byte |
| Quell-IP-Adresse | 4 Byte |
| Ziel-MAC-Adresse | 6 Byte |
| Ziel-IP-Adresse | 4 Byte |
Prinzip und Vorgang
Grafische Darstellung
- Prinzip:
- Schritt 1 (Request):
- Schritt 2 (Reply):
Befehlsbeispiel (arp -n)
ARP in der analogen Welt
- Szenario: Paket-Lieferdienst.
- Ebene 3 (IP): Absender A möchte Paket an Empfänger B schicken (Name/Logik).
- Ebene 2 (MAC): Der Transporteur braucht die physische Hausadresse.
- Vorgang: Der Fahrer (Router/Host) ruft in die Straße (Broadcast): „Wer hier heißt B? Ich brauche die Hausnummer zum Abliefern!“