Đề tài: Tìm hiểu về giao thức RARP

Trong trường hợp các máy tham gia mạng như các trạm làm việc không có đĩa lưu trữ thường không biết được địa chỉ liên lạc của chúng khi khởi động mà chỉ biết địa chỉ vật lý.. Để giao tiế

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

Báo cáo môn học Mạng Máy Tính

Đề tài: Tìm hiểu về giao thức RARP

Giảng viên hướng dẫn: TS Ngô Quỳnh Thu Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thế Huy MSSV : 20081154

Lớp : TTM K53

Hà Nội 08/2013

A Giới thiệu.

Thông thường, địa chỉ IP của một hệ thống được lưu trữ trong một file cấu hình trên ổ lưu trữ Khi hệ thống được khởi động, nó lấy địa chỉ

IP từ file cấu hình đó Trong trường hợp các máy tham gia mạng như các trạm làm việc không có đĩa lưu trữ thường không biết được địa chỉ liên lạc của chúng khi khởi động mà chỉ biết địa chỉ vật lý Để giao tiếp

sử dụng các giao thức bậc cao hơn như IP, chúng phải biết địa chỉ liên lạc từ một vài nguồn bên ngoài Vấn đề là không có một chuẩn nào để làm việc này

Giao thức RARP là một giao thức mạng xác định địa chỉ lớp mạng tương ứng với một địa chỉ lớp liên kết dữ liệu Trong mạng TCP/IP RARP tìm ra địa chỉ IP tương ứng với địa chỉ MAC của hệ thống Trên mỗi hệ thống mạng, đều có một địa chỉ MAC duy nhất do nhà sản xuất thiết bị tạo ra Ứng dụng nguyên tắc trên, giao thức RARP lấy địa chỉ MAC và gửi RARP Request quảng bá với các hệ thống mạng lân cận để lấy địa chỉ IP thông qua RARP Server

B Nội Dung.

1 Lịch sử.

Reverse Address Resolution Protocol (RARP) - Giao thức phân giải ngược địa chỉ là một giao thức mạng được sử dụng bởi một hệ thống mạng từ địa chỉ vật lý của nó phân giải ra địa chỉ mạng

RARP xuất hiện từ những năm 1984, là phương pháp đầu tiên giúp giải quyết vấn đề bootstrap trong TCP/IP RARP giúp phân giải địa chỉ IP (32 bits) từ địa chỉ MAC (48 bits) đã biết RARP là sự phát triển tiếp dựa trên ARP và được mô tả chi tiết trong RFC 903 Vì những hạn chế trong ứng dụng của RARP nên sau đó năm 1985, tổ chức IETF đã thay thế RARP bằng Bootstrap Protocol và năm 1993, DHCP được bổ

sung như một sự bổ sung cho Bootstrap Protocol DHCP cho phép cấu hình mạng tự động, không cần sự can thiệp của người quản trị để kết nối một máy tính vào mạng

Với sự phát triển vũ bão, các công nghệ vẫn tiếp tục được nghiên cứu hoàn thiện và đưa vào hoạt động hiệu quả Giao thức RARP tuy không còn được sử dụng nhưng nó là cơ sở cho sự ra đời phát triển của các kỹ thuật vượt trội hơn

2 Hoạt động của giao thức.

2.1 Mục đích.

Giao thức RARP ra đời giản quyết vấn đề bootstrap của các thiết bị hệ thống mạng

Giao thức RARP cho phép tìm địa chỉ IP của máy khi đã biết địa chỉ MAC

2.2 Phạm vi hoạt động.

RARP thường sử dụng trong mạng LAN phạm vi nhỏ (subnet) nơi mà

có những máy trạm không có ổ lưu trữ (diskless workstations) hay các

X terminals

- Thông thường các địa chỉ IP của hệ thống thường được lưu trữ trong một file cấu hình trong các vùng ổ đĩa Khi hệ thống bắt đầu khởi động thì nó xác định IP của nó từ tập tin cấu hình này Trong trường hợp máy trạm không có ổ lưu trũ , địa chỉ IP không thể lưu trữ trong hệ thống đó được Trong trường hợp này RARP có thể được sử dụng để có được địa chỉ IP từ máy chủ RARP (RARP Server)

- RARP thuộc lớp liên kết dữ liệu, chỉ phục vụ các địa chỉ IP RARP quảng bá địa chỉ MAC trong mạng, từ địa chỉ MAC để có được địa chỉ

IP Gói tin của RARP sử dụng dụng định dạng giống gói tin trong giao thức ARP và không liên quan đến IP, do vậy gói tin RARP không thể

được định tuyến do đó nếu việc truyền các gói tin trong 1 subnet khi đó không cần phải sử dụng các bộ định tuyến phức tạp

2.3 Các bước phát triển.

a Reverse Address Resolution Protocol: RARP – RFC903.

- RARP là giải pháp đầu tiên cho phép cấp địa chỉ IP động

- RARP sử dụng giao tiếp mô hình Client/Server (Client/RARP Server)

- Nguyên tắc: trao đổi Request/Reply

+ Client quảng bá thông điệp RARP Request chứa địa chỉ MAC của nó + RARP Server gửi trả thông điệp RARP Reply chứa địa chỉ IP cấp phát tương ứng cho Client

- RARP có nhiều hạn chế:

+ RARP chạy trực tiếp trên Ethernet, không có lớp IP Do đó RARP chỉ

có thể hoạt động trên cùng mạng con

+ RARP chỉ hỗ trợ cấp địa chỉ IP mà không có thông tin nào thêm: Name Server, Default Gateway…

+ Không hỗ trợ định tuyến

+ Cần can thiệp của người quản trị: tạo bảng ánh xạ địa chỉ MAC và IP

b Dynamic Reverse Address Resolution Protocol: DRARP – RFC1931.

- DRARP được sử dụng trong các nền tảng Sun Microsystems

- Về cơ bản DRARP giống RARP Có 2 cải thiện:

+ Các máy chủ RARP trên một đoạn mạng phải giao tiếp với nhau giải quyết quyền Kiểm soát quyền cấp tên và địa chỉ được ràng buộc giữa các định dạng máy chủ và địa chỉ, đưa ra quyết định về cách thức phân

bổ địa chỉ, và giữ hồ sơ về địa chỉ sử dụng

+ DRARP Packet ngoài Request và Reply có thêm phần Cảnh báo – Error Bên trong Error có kiểm soát quyền – Restricted

c Bootstrap Protocol: BOOTP – RFC951.

- Khắc phục các hạn chế trên, BOOTP được hình thành BOOTP là một

giao thức bootstrap IP/UDP cho phép một máy tính không có ổ lưu trữ

tìm được địa chỉ IP cho nó, địa chỉ của một máy chủ và tên của file để

nạp vào bộ nhớ và thực hiện

- BOOTP vẫn hoạt động dựa trên trao đổi Client-Server nhưng sử dụng

một giao thức mềm ở lớp cao hơn BOOTP sử dụng UDP như một

phương tiện truyền trên mạng IPv4 Server BOOTP được cấu hình gán

địa chỉ IP cho mỗi máy từ một dải địa chỉ

- Ngoài cấp phát IP, BOOTP cung cấp thêm các thông tin qua địa chỉ IP

Vender Specific Information: Name Server, Default Gateway, Subnet

Mask, DNS Server, Time Server, Print Server

- BOOTP hỗ trợ định tuyến trên mạng con dựa trên IP/UDP Vì vậy

BOOTP có thể hoạt động liên mạng

- Nhờ BOOTP người quản trị có thể tạo các client/server trên các mạng

khác nhau trong một mạng lớn điều này giúp việc quản trị, cấp địa chỉ

tập trung hơn, hiệu quả hơn

d Dynamic Client Configuration Protocol: DHCP – RFC2131.

- DHCP được tạo ra bằng cách mở rộng BOOTP nên ngoài những khắc phục cho RARP, DHCP

còn có những cải tiến so với BOOTP.

Cả 2 có cấu trúc các thông điệp Request (Client) và Reply (Server) giống nhau

Sử dụng giao tiếp Client/Server qua các cổng UDP 67 (Server), 68(Client) Phân phối địa chỉ IP trong quá trình khởi động

Sử dụng cho các máy không có ổ

lưu trữ với khả năng boot giới

hạn

Sử dụng cho các máy tính có khả năng di động, có ổ lưu trữ cục bộ và khả năng boot đầy đủ

Nguyên tắc trao đổi

Request-Reply

Nguyên tắc bắt tay 4 bước

Mỗi IP được cấp có hạn 30 ngày Mỗi IP được cấp có hạn 8 ngày.

Vendor Specific Information 64

bytes

Vendor Options > 64 bytes

Không cho phép sửa và tái cấu

hình trừ khi BOOTP Server khởi

động lại

Các tiến trình này trong suốt với người dùng

e Preboot Execution Environment: PXE.

PXE là một mở rộng của DHCP được đề ra bởi Intel từ năm 1999 cho

phép các máy tính boot trên mạng

PXE sử dụng các giao thức IP, UDP, TFTP, và DHCP với PXE Specific

Extensions

2.4 Mô tả chi tiết RARP.

a Khuôn dạng.

Định dạng gói tin RARP.

0x0800

HA Length

= 48

PA Length

=32

(Opcode) Request hoặc Reply Source Hardware Address

Source Protocol Address (IP) Target Hardware Address Target Protocol Address (IP) Các thông số:

+ Hardware type : phần cứng là loại nào

+ Protocol type : giao thức mạng sử dụng là loại nào , ở đây là IPv4 nên

có giá trị là 0x0800

+ Hardware address length : độ dài địa chỉ phần cứng Ethernet có giá trị

là 6 bytes

+ Protocol address length : độ dài của địa chỉ IPv4 có giá trị là 4 bytes + Opcode : trạng thái hoạt động của gói tin RARP 8 bits.

ARP Request 1

+ Source hardware address (Sender hardware address ) : địa chỉ phần cứng của máy gửi gói tin Với Ethernet địa chỉ này chiếm 6 bytes

+ Source protocol address ( Sender protocol address) : địa chỉ của loại giao thức tại nơi gửi Với IP địa chỉ này chiếm 4 bytes

+ Target hardware address (Destination hardware address) : địa chỉ phần cứng của nơi cần gửi gói tin Với Ethernet địa chỉ này chiếm 6 bytes + Target protocol address (Destination protocol address) : Địa chỉ của loại giao thức tại nơi gửi gói tin đến Với IP địa chỉ này chiếm 4 bytes Dạng đóng gói

Frame type: 0x8035 – RARP, 0x8036 - ARP

Destination address: địa chỉ MAC quảng bá FF:FF:FF:FF:FF:FF

Source address: địa chỉ MAC client

b Hoạt động.

Mô hình hoạt động.

Khi một hệ thống không đĩa khởi động, nó phát đi một gói tin RARP Request với địa chỉ MAC của nó Gói tin này được quảng bá tới tất cả các clients trong mạng

Khi RARP Server nhận được gói tin này nó kiểm tra địa chỉ MAC trong tệp cấu hình và xác định địa chỉ IP tương ứng Nếu không có ánh

xạ địa chỉ tương ứng, gói tin sẽ bị hủy Ngược lại RARP Server sẽ gửi địa chỉ IP trong gói tin trả lời RARP Reply đến client đích đã gửi gói tin RARP Request Nếu có nhiều RARP Server trên mạng cục bộ thì thiết

bị sẽ sử dụng thông điệp trả lời đầu tiên

Trong trường hợp client không nhận được gói RARP Reply nào ở trong một khoảng thời gian hợp lý thì client không thể hoàn thành quá trình tự khởi động của nó để kết nối với mạng Tuy nhiên thông thường các client sẽ cố gắng gửi lại một gói RARP Request để thực hiện lại quá

trình sau một khoảng thời gian nào đó, gọi là timeout Ngược lại client sau khi nhận được gói tin này sẽ lấy địa chỉ IP được cấp Client sử dụng

IP này để truyền tin với các client khác trong cùng mạng con

- Client.

+ 1 Tạo thông điệp yêu cầu RARP

+ 2 Quảng bá thông điệp yêu cầu RARP Request: truyền đa hướng + 6 Nhận thông điệp trả lời và IP được gán

- Thiết bị trong mạng cục bộ - Client khác.

+ 3 Nhận thông điệp: nếu không phải RARP Server sẽ bỏ qua thông điệp

- RARP Server: lưu trữ file cấu hình chứa tất cả các ánh xạ giữa địa chỉ

MAC và địa chỉ IP của một client

+ 4 Sau khi nhận được yêu cầu thì tạo thông điệp trả lời RARP Reply + 5 Gửi lại thông điệp RARP Reply: truyền đơn hướng

RARP Request:

RARP Reply:

3 Mô phỏng.

a Công cụ

IP Sniffer 1.99.3.0 Portable tạo RARP Server và RARP Client

Wireshark để bắt gói tin.

b Mô phỏng

Chọn Chế độ cho phép RARP Server hoạt động

Thêm bớt cặp MAC-IP vào Table

Tạo RARP Server và RARP Client.

Bắt gói tin.

C Kết luận.

Giao thức RARP là giao thức đơn giản nhất thiết kế cho phép một thiết bị nhận được địa chỉ IP trong mạng TCP/IP RARP dựa trên ARP

và làm việc cơ bản tương tự ARP nhưng ngược lại: nó gửi 1 yêu cầu chứa địa chỉ MAC của nó và một thiết bị cài đặt như RARP Server gán cho địa chỉ IP

Giao thức RARP có rất nhiều hạn chế, đặc biệt là phạm vi hoạt động của nó Dưới sự phát triển của Internet, những hạn chế của giao thức này đã được mở rộng, phát triển Tuy nhiên giao thức RARP đã không còn được sử dụng, thay vào đó là các giao thức tiến bộ hơn như BOOTP, DHCP, PXE

Mục lục

A Giới thiệu 1

B Nội Dung 1

1 Lịch sử 1

2 Hoạt động của giao thức 2

2.1 Mục đích 2

2.2 Phạm vi hoạt động 2

2.3 Các bước phát triển 2

a Reverse Address Resolution Protocol: RARP – RFC903 2

b Dynamic Reverse Address Resolution Protocol: DRARP – RFC1931 3

c Bootstrap Protocol: BOOTP – RFC951 3

d Dynamic Client Configuration Protocol: DHCP – RFC2131 4

e Preboot Execution Environment: PXE 4

2.4 Mô tả chi tiết RARP 5

a Khuôn dạng 5

b Hoạt động 8

3 Mô phỏng 10

C Kết luận 15