Protocolo ARP (Adress Resolution Protocol) ¿Qué es, para qué sirve y cómo funciona?

Te mostraremos qué es el protocolo ARP y para qué se usa en informática. Encontrarás toda la información relacionada con el modo de empleo del Address Resolution Protocol y cómo funciona en el envío de paquetes de datos en una red.

Además, conocerás la historia y el origen del protocolo ARP y por qué se creó, lo cual te servirá para saber cómo funcionan las variaciones Inverse ARP y Reverse ARP.

También hablaremos de las ventajas y desventajas del Proxy ARP y la estructura del paquete del protocolo Address Resolution Protocol. No te pierdas de nada para convertirte en un verdadero experto.

¿Qué es el protocolo ARP?

Para comprender qué es el protocolo de resolución de direcciones o ARP, por sus siglas en inglés, primero hay que saber qué es la MAC address de un equipo y qué es la dirección IP. La primera es un número de 48 bits dividido en 6 grupos y sirve para identificar a un dispositivo en una red, ese número es único para el dispositivo y no puede cambiar porque está relacionado con su tarjeta de red.

Mientras que la dirección IP es un número identificador que tiene un equipo dentro de la red o de Internet. Esta address de 32 bits puede ir cambiando, si se realizan algunos ajustes. El problema surge cuando se quiere relacionar ambas direcciones de extensiones diferentes en una red LAN. Para ello, se usa el protocolo ARP con el cual se puede reconocer la MAC de un nodo conectado en la misma red a través de su IP.

Ten en cuenta que, cuando un equipo se incorpora a la red el router o host le entrega una IP única para que sea identificado. Para que los demás participantes puedan interactuar con este nuevo nodo se utiliza ARP. Gracias al mapeo y traducción de bytes que hace esta tecnología, es viable transmitir paquetes de datos de manera eficiente entre esos dispositivos conectados.

¿Para qué sirve y cómo funciona el ARP?

Cuando conectas un equipo a una red, el nuevo dispositivo necesita vincularse con los otros nodos para interactuar. Cada vez que se desea enviar paquetes de datos entre dos ordenadores es necesario que actúe un hardware como puerta de enlace, la cual requiere de una validación para hacer que los datos fluyan a un host específico. Para ello es importante determinar con antelación si ese host pertenece o no a la misma red local, en la cual se encuentra conectado el nuevo dispositivo, o el hardware está incluido en una subred.

Luego de un mapeo y revisión de la máscara de la subred, se determina si pertenece o no a una red local la dirección IP en cuestión. En caso de ser afirmativo, se vuelca esa información a una caché del ARP. Esto se hace para optimizar los recursos y ganar tiempo. Esa caché es un listado limitado o tabla de direcciones MAC, en el cual se puede encontrar entradas dinámicas y estáticas, borrándose esta última cuando el ordenador se apaga.

Es decir, si una dirección IP se encuentra dentro de la caché, se usa esta dirección para realizar el redireccionamiento, pero si no está en la tabla, se envía una solicitud ARP a todos los hosts pertenecientes a la red. En este último caso se manda una solicitud ARP con la dirección del destinatario en forma de broadcast de ARP, FF:FF:FF:FF:FF:FF. El resto de los participantes de la red comparan esta IP con sus propias direcciones y en caso de no haber coincidencia, las rechazan.

Cuando un dispositivo relaciona la dirección envía una ARP Reply en donde se manda la dirección MAC con la IP, quedando esta información incorporada en la memoria caché. Otra manera de emplear el Address Resolution Protocol es cuando el host de destino no pertenece a una misma subred. Por lo que el remitente de los datos tiene que acceder a una puerta de enlace por medio de la combinación de los bits de IP y MAC para que el hardware resuelva los paquetes de datos y se envíe la información al host de destino.

Si el destinatario pertenece a una subred adyacente es posible resolver de modo directo la dirección física. Si la puerta de enlace es la de una subred remota se resuelve la dirección del hardware, pero sin la ayuda de la tabla de enrutamiento mencionada. Por lo que es necesario repetir el proceso tantas veces hasta que los datos lleguen a su destino o cuando aparezca el valor 0 en la cabecera de la dirección IP.

Historia y origen del protocolo ARP ¿Por qué se creó?

El protocolo ARP nació en la década de 1980 y se creó para integrar las direcciones de hardware de los dispositivos de una red con las direcciones de Internet y de esta manera lograr transmitir paquetes de datos entre los nodos. Gracias a su implementación, es probable resolver el problema de a qué dispositivo entregar lo solicitado por el remitente con el menor esfuerzo posible.

ARP funciona en la Capa 2 del modelo de OSI y es factible su uso en las redes de WiFi y en Ethernet, con lo cual es viable convertir de forma dinámica las direcciones IP y alojar en la memoria caché un par de datos de mapeo para ser usado en el próximo pedido.

Inverse ARP y Reverse ARP ¿Qué son y cómo funcionan?

La función Inverse ARP o InARP es una variación del protocolo ARP y consiste en resolver las direcciones IP en direcciones MAC. Este sistema no requiere ser una configuración estática, lo cual hace que sea más efectivo porque no envía solicitudes, ya que conoce las direcciones IP del destinatario o estación de destino. A través de un mensaje completo, es posible saber si un circuito se encuentra activo, en donde Inverse ARP se produce cada un minuto de manera predeterminada para agilizar el proceso.

En cambio, Reverse ARP o RARP es un protocolo que se aplica cuando se desea conocer una dirección IP de un hardware dentro de una misma red. Para poder utilizar este sistema es necesario que las direcciones MAC se encuentren configuradas en un servidor central, para que logre transferir la IP al resto de los participantes. En la actualidad este sistema fue dejado de lado, empleando el Protocolo de Configuración Dinámica de Host o DHCP.

Proxy ARP ¿Qué es y cuáles son las ventajas y desventajas de usarlo?

Mira a continuación las ventajas y desventajas de usar Proxy ARP:

Utilidad

Para evitar el enrutamiento o puerta de enlace de host que se encuentran en subredes remotas, se utiliza la tecnología Proxy ARP con la cual un host responde a las peticiones ARP para entregar los paquetes de datos.

Gracias a este protocolo es posible hacer que dos hosts de diferentes subredes se conecten sin tener que ajustar cambios en los dispositivos que pertenecen a la red. De esta manera es posible que cuando llegue una solicitud ARP sea el mismo host el que trabaje para responder, dejando de lado el nodo de destino. Esto lo puede llevar a cabo porque hace conocida la MAC con la cual recibe y transmite los paquetes de datos.

Se utiliza Proxy ARP en los siguientes casos: 

• Cuando el router de una red desactiva el Address Resolution.
• Cada vez que un host no tiene configurada una puerta predeterminada.
• Si un host posee una configuración inadecuada de la máscara de red.

Ventajas

Dentro de las ventajas que tiene ARP Proxy en la transmisión de paquetes de datos dentro de una red se encuentran:

• No es necesario usar la tecnología ARP Proxy en todos los enrutadores, solo requiere configurar a un solo router de la red.
• Es posible utilizar ARP Proxy cuando los hosts no tengan inteligencia de ruteo con una gateway o puerta de enlace predeterminada.
• Las tablas de enrutamiento de los otros hardware no se ven afectadas cuando se emplea esta tecnología.

Desventajas

Las desventajas que tiene usar Proxy ARP en una red son:

• Es necesario utilizar tablas ARP de gran tamaño.
• Si una red no emplea Address Resolution Protocol, no será posible emplear la técnica ARP Proxy.
• Es factible de caer en spoofing. Esto quiere decir que la seguridad se debilita porque un host puede reemplazar con facilidad la identidad de otro.
• El tráfico ARP aumenta de forma considerable.
• Es vulnerable a los ataques de denegación de servicios o DoS.

Estructura de Paquete del protocolo ARP

La estructura de paquete del protocolo ARP es un formato de mensaje en donde se especifican los parámetros que se deben utilizar.

Echa un vistazo a la composición de este mecanismo de enrutamiento:

Generación del paquete ARP

Cuando se quiere enviar un paquete de datos a una IP, primero se determina la dirección del siguiente salto que tendrán los datos. Luego se establece el hardware que debe recibir ese paquete. Para consultar el módulo ARP es necesario mapear la red, la cual debe ser Ethernet IEEE 802.3 o 4 o 5, se lo hace como el par <tipo de protocolo, dirección de destino>.

Lo primero que va a hacer el módulo es buscar en su caché la dirección IP con el par de mapeo mencionado. Si lo encuentra, devuelve la dirección de 48 bits y el proceso continúa. En cambio, si no lo haya, rechaza el paquete de datos enviado y crea un broadcast ARP de red.

Recepción del paquete ARP

Una vez que el módulo obtiene una respuesta de su búsqueda en la caché de la IP lo envía al host, el cual recibe el paquete ARP como broadcast o como una respuesta peer-to-peer. Esto hace que el dispositivo que trabaja de receptor le pase el paquete de datos al módulo ARP y host solicitante reciba una respuesta. De todo esto surge que, se añade a la memoria caché el registro <tipo de protocolo, dirección de protocolo, dirección hardware> para que el dispositivo sea considerado en el futuro.