Reporte 1 (Clase)

Reporte 1 - RFC's (Address Resolution Protocol)

Hola, para mi primer reporte de la materia de Redes de Telecomunicaciones elegí el RFC de Address Resolution Protocol (ARP).

Bien, hasta este momento del semestre sabemos que la comunicacion entre las redes de telecomunicaciones puede ser representada mediante el modelo OSI. El modelo OSI (Open System Interconnection) cuenta con 7 capas, que cada una representa las etapas o transiciones por las que pasa un bit (menor elemento en una red) hasta llegar a ser una aplicación (mayor elemento de una red) y viceversa.

También sabemos que la capa 2 (de enlace de datos) comprende la unión de bits, hasta formar tramas, y la dirección usada para comunicarse entre los elementos de la red es la dirección MAC o dirección de capa 2.

Bueno, ya "empapados" de esta información podemos empezar a decir que el protocolo ARP (le diré así de ahora en adelante) es usado en la capa de enlace de datos (capa 2 del modelo OSI) y este protocolo es usado de encontrar la dirección MAC que corresponde a  una determinada dirección IP.

Para realizar la comunicación entre elementos de red, específicamente en la capa 2 se requiere saber la dirección MAC del equipo de destino, pero cuando los dispositivos de la red todavía no se "conocen", primero deben aprender que dirección MAC le corresponde a cada dirección IP que tienen asignada los dispositivos.
Es para eso que se usa el protocolo ARP, 

La manera en que trabaja este protocolo ARP es la siguiente:

Se envía un paquete "ARP request" a la dirección broadcast de capa 2, donde también lleva la IP del destino, de esta manera el equipo de destino recibirá el ARP request y responderá con su MAC address.

Luego de esto se va llenando una tabla llamada "MAC address table" que contiene todas las direcciones MAC asociadas a las direcciones IP que conoce un determinado equipo de red. Si dentro de esa tabla no existe la dirección MAC a la que se le quiere enviar un paquete, se usa el protocolo ARP para conocerla, y así se va llenando la tabla de direcciones MAC, es obvio que cuando la dirección MAC a la que queremos enviar algo ya se encuentra en la tabla, pues no es necesario hacer uso del protocolo ARP.

Así se ve el formato de un paquete ARP

 

Solo como comentario adicional, el protocolo RARP (Reverse Address Resolution Protocol) es lo contrario al protocolo ARP, es usado para conocer las direcciones IP a las que están asociadas las direcciones MAC, pero eso es otro protocolo distinto ajeno a nuestra investigación. 

En la siguiente ilustración se puede observar el funcionamiento del protocolo ARP (aunque el funcionamiento es ya de por sí muy sencillo)

Como comenté anteriormente, el protocolo ARP solamente es usado cuando el elemento de red que se quiere comunicar con otro elemento no tiene en su tabla de MAC address la dirección de capa 2 (osea dirección MAC) del destino.
La tabla de direcciones MAC de un elemento de red, luce así: 

Donde se distinguen las columnas de Vlan, Mac Address, Type y Ports, en la primer columna, osea la columna de Vlan nos dice a que Vlan (Virtual LAN) pertenece ese elemento de red, en la siguiente columna de Mac Address, están todas las direcciones de los dispositivos que conoce ese elemento de red (en este caso un switch), en la tercera columna se dice el tipo de aprendizaje por el cual conocio su respectiva dirección MAC, por ejemplo en la imagen anterior podemos ver que se aprendieron direcciones de forma dinámica (mediante el protocolo de ARP), si las direcciones están en modo STATIC, eso quiere decir que se lleno la tabla de forma manual, es decir, sin usar el protocolo ARP.
En la última columna aparece el puerto del elemento de red por el cual que se aprendió la dirección MAC que le corresponde en la fila.

Conclusiones

Los protocolos de red, así como cualquier otro protocolo surgieron de la necesidad de resolver un problema, en el mundo de las redes es prácticamente imposible estar libre de fallas y errores, cuando los paquetes de datos viajan por los medios de transporte, recorren largas distancias y pasan por muchos equipos de conmutación / transporte. Es por eso que se crearon protocolos de seguridad y confiabilidad de datos.

Igualmente con el paso del tiempo, se fueron creando nuevos estándares y equipos de red que trabajan con diferentes especificaciones y tecnologías.

El protocolo ARP es un claro ejemplo de la actualización de protocolos debido a la constante evolución de los dispositivos de red y las tecnologías emergentes. 

Cualquier duda o aclaración pueden dejarla en comentarios.

Saludos!