Kurzfassung
Das Address Resolution Protocol (ARP) ist ein grundlegender Netzwerkmechanismus, der die Lücke zwischen dynamischen IP-Adressen und festen MAC-Adressen innerhalb eines lokalen Netzwerks (LAN) schließt. ARP arbeitet größtenteils unsichtbar und sorgt dafür, dass Daten das richtige Gerät erreichen, indem es einen Adresstyp in den anderen übersetzt. Obwohl ARP schnell und effizient ist, ist es anfällig für Spoofing-Angriffe, und für IPv6-Umgebungen gibt es Alternativen wie das Neighbor Discovery Protocol (NDP).
Die Grundlagen der Adressauflösung
Das Adressauflösungsprotokoll, oder ARP, verbindet eine sich ständig ändernde IP-Adresse mit einer festen MAC-Adresse. Ein Verzeichnis enthält eine detaillierte Karte sowohl der IP-Adressen als auch der MAC-Adressen.
Das ARP-Protokoll mag verwirrend klingen. Obwohl die Datenverarbeitung komplex ist, geht die Arbeit schnell voran. Sie werden vielleicht gar nicht bemerken, dass die Übersetzung stattfindet.
Was ist ARP?
Jedes Gerät innerhalb eines lokalen Netzwerks (LAN) hat zwei Adressen. Eine ändert sich (Ihre Internetprotokoll-(IP)-Adresse), und eine ist fest (Ihre MAC-Adresse). ARP hält diese beiden Systeme verbunden.
Der ARP-Prozess beinhaltet eine Zuordnung. Beispielsweise kann Ihre IP-Adresse deutlich kürzer sein als Ihre MAC-Adresse. Und sie bestehen nie aus denselben Ziffern in derselben Reihenfolge.
Aber wenn ein System das eine nicht in das andere auflösen kann, können keine Daten zwischen Geräten fließen. Eine schnelle Übersetzung ist entscheidend.
Die Internet Working Group entwickelte das ARP-Protokoll bereits 1982, und es bildet heute die Grundlage der Konnektivität.
Wie funktioniert ARP?
Ein Datenpaket trifft an einem Netzwerk-Gateway ein und muss eine Verbindung zu einem Rechner innerhalb des LANs herstellen. ARP hilft den Daten, am richtigen Ort anzukommen.
Das ARP-Protokoll basiert auf:
MAC-Adresse. Auch bekannt als Data-Link-Layer, verbindet die MAC-Adresse zwei Geräte und ermöglicht ihnen die Übertragung von Informationen.
IP-Adressen. Wenn ein neues Gerät einem LAN beitritt, weist das System eine IP-Adresse zu. Regelmäßig randomisiert das System neue IP-Adressen und weist diese zu, um die Privatsphäre der Benutzer zu schützen. Eine IP-Adresse ermöglicht die Paketweiterleitung über Router.
Die folgenden Schritte finden während des ARP-Prozesses statt:
Ankunft. Daten sind für einen Rechner im LAN bestimmt und landen auf einer Hardwarekomponente innerhalb des Netzwerks.
ÜberprüfenDer Gateway-Rechner fordert das ARP-Programm auf, eine MAC-Adresse zu finden, die der im Datenpaket angegebenen IP-Adresse entspricht. ARP verwendet ein einfaches Nachrichtenformat mit variabler Größe.
Spezifikation. Wenn die Abfrage abgeschlossen ist, gibt die Gateway-Maschine die Informationen frei, und die Daten werden weitergeleitet.
Vom Kunden angeforderte Abbildung: https://cdn.ttgtmedia.com/rms/onlineimages/whatis-arp_desktop.png
Sehen wir uns die ARP-Nachrichtenformate genauer an. Eine typische Anfrage enthält mehrere Felder, wie zum Beispiel diese:
Hardware-Typ
Protokolltyp
Länge der Hardwareadresse
Protokolladresslänge
Absender-Hardwareadresse
Absender-Protokolladresse
Ziel-Hardwareadresse
Zielprotokolladresse
Obwohl jede Nachricht sehr viele Informationen enthält, ist die Gesamtgröße sehr gering.
Welche verschiedenen Arten von ARP gibt es?
Wir haben eine einfache ARP-Nachricht und ein Protokoll beschrieben. Aber Unternehmen können experimentieren und ihre eigenen Implementierungsmethoden entwickeln.
Dies sind zwei verschiedene Versionen von ARP, die Unternehmen häufig verwenden.
| Variation | Description |
|---|---|
| Inverse ARP | Ein System beginnt mit der MAC-Adresse und fordert eine IP-Adresse an. |
| Proxy ARP | Ein Gerät im Netzwerk verarbeitet ARP-Anfragen von IP-Adressen, die sich nicht im LAN befinden. |
| Nachbarschaftserkennungsprotokoll (NDP) | Ermöglicht es Computern, Listen bekannter Adressen zu verwalten, anstatt ein aktives Protokoll für die Suche zu verwenden; wird mit IPv6 verwendet. |
Einige Unternehmen verzichten lieber ganz auf ARP und verwenden das Nachbarschaftserkennungsprotokoll (NDP). Die Network Working Group veröffentlichte 2007 Internet Protocol Version 6 (IPv6) und diese Version unterstützt das NDP. Unternehmen, die NDP verwenden, ermöglichen es Computern, Listen bekannter Adressen zu führen, anstatt ein aktives Protokoll zum Nachschlagen zu verwenden.
Welche bekannten Probleme gibt es bei ARP?
Obwohl ARP schnell und effizient ist, können Hacker das System manipulieren.
Was ist ARP-Spoofing (ARP-Poisoning)?
Während eines ARP-Spoofing- (oder ARP-Poisoning-) Angriffs erstellt ein Hacker gefälschte ARP-Nachrichten, die eine bösartige MAC-Adresse mit einer legitimen LAN-IP-Adresse verknüpfen. Daten, die für das Gerät des Opfers bestimmt sind, gehen stattdessen an den Hacker. Dieser Ansatz kann zu Man-in-the-Middle-Angriffen führen.
Ein ARP-Spoofing-Angriff ist einem IP-Spoofing-Angriff sehr ähnlich. Erfahren Sie in unserem Blog mehr darüber, wie diese Schwachstelle funktioniert und wie Sie sie beheben können.
Häufig gestellte Fragen
Warum muss ARP zwischen IP- und MAC-Adressen übersetzen?
Geräte in einem lokalen Netzwerk sind auf zwei verschiedene Adresstypen angewiesen: eine dynamische IP-Adresse, die sich im Laufe der Zeit ändern kann, und eine feste MAC-Adresse, die an die Hardware gebunden ist. Da diese beiden Adressformate unterschiedlich sind und niemals dieselben Ziffern in derselben Reihenfolge aufweisen, wird ARP benötigt, um sie einander zuzuordnen, damit Daten korrekt zwischen Geräten übertragen werden können.
Was passiert bei einem ARP-Lookup?
Wenn Daten an einem Netzwerk-Gateway eintreffen, die für einen Rechner im LAN bestimmt sind, fordert das Gateway das ARP-Programm auf, die MAC-Adresse zu ermitteln, die der Ziel-IP-Adresse entspricht. Sobald die Abfrage abgeschlossen ist, gibt das Gateway die Daten frei und sie gelangen zum richtigen Gerät.
Was ist der Unterschied zwischen Inverse ARP und Proxy ARP?
Inverse ARP funktioniert in entgegengesetzter Richtung zum Standard-ARP – ein System beginnt mit einer bekannten MAC-Adresse und verwendet diese, um die entsprechende IP-Adresse anzufordern. Proxy-ARP hingegen nutzt ein Netzwerkgerät, das ARP-Anfragen stellvertretend für IP-Adressen verarbeitet, die sich nicht im lokalen LAN befinden.
Was ist ARP-Spoofing und warum ist es gefährlich?
ARP-Spoofing, auch ARP-Poisoning genannt, ist ein Angriff, bei dem ein Hacker gefälschte ARP-Nachrichten sendet, die eine Verbindung zwischen einer bösartigen MAC-Adresse und einer legitimen IP-Adresse im LAN herstellen. Dadurch werden Daten, die für das Gerät des Opfers bestimmt sind, an den Angreifer umgeleitet, was Man-in-the-Middle-Angriffe ermöglichen kann.
Was ist das Neighbor Discovery Protocol und wie unterscheidet es sich von ARP?
Das Neighbor-Erkennungsprotokoll (NDP) ist eine Alternative zu ARP, die in IPv6-Umgebungen verwendet wird. Anstatt Suchanfragen aktiv per Broadcast zu senden, ermöglicht NDP es Computern, ihre eigenen Listen bekannter Adressen zu verwalten, wodurch der Bedarf an protokollbasierter Echtzeit-Auflösung verringert wird.
Wie alt ist das ARP-Protokoll und ist es noch relevant?
ARP wurde 1982 von der Internet Working Group entwickelt und ist bis heute ein grundlegendes Element der Netzwerkkonnektivität, das die Grundlage dafür bildet, wie Geräte in lokalen Netzwerken miteinander kommunizieren.
Referenzen
ein Ethernet Address Resolution Protocol. (November 1982). Network Working Group.
ARP-Nachrichtenformat. TCP/IP-Leitfaden.
Nachbarerkennung für IP-Version 6 (IPv6) (September 2007). Network Working Group.
