Phân tích quá trình bắt tay giữa hai máy tính!

Phân tích quá trình bắt tay giữa hai máy tính

Phân tích quá trình bắt tay giữa hai máy tính

Máy A muốn liên lạc với máy X, phải biết IP address của nó (hoặc hostname/domainname).Máy A dò trong ARP cache để tìm địa chỉ MAC đích có chưa, nếu chưa sẽ dùng ARP gửi thông điệp (broadcast) đến tòan mạng .
Có 2 trường hợp:

1/ Host X cùng segment với nó :

Host A gửi thông điệp với địa chỉ IP đích (đã biết) và MAC đích là FF-FF-FF-FF-FF-FF để hỏi xem MAC của địa chỉ này là gì.Các host trên segment đều nhận và xử lý gói này ,host nào có địa chỉ IP trùng với yêu cầu sẽ gửi lại thông tin cho host A là "IP này có MAC là : ......".Host A nhập thông tin vào ARP cache (RAM).Khi muốn liên lạc với X thì lại tra trong ARP cache để biết địa chỉ MAC cần đến.

ARP là gì?

Trong protocol TCP/IP có ARP protocol. ARP tự động cập nhật các MAC tương ứng với các IP và xây dựng một bảng ARP table trong máy tính trong cùng mạng subnet. Khi này , nếu A và X ở trong cùng LAN, thì khi A muốn gửi packet cho X, nó sẽ match IP của X với MAC tương ứng trong bang ARP của nó. Nếu A biết IP của X , nhưng không match được MAC tương ứng trong bảng ARP của nó , thì khi này nó sẽ gứi một packet , gọi là ARP request, với địa chỉ MAC broadcast FFFFFFFFFF . Khi này tất cả máy tính trên cùng một mạng sẽ nhận được gói này và chuyển lên lớp Network; nhưng chỉ có máy có IP match với IP destination address trong ARP request mới gửi trả lại gói tin có chứa địa chỉ MAC tương ứng mà máy A muốn tìm . Gói tin này là ARP reply. Nếu Host X available trên Segment thì nó sẽ biết là gói tin này gửi cho nó nhờ vào địa chỉ IP mà Host A ghi trong gói tin ARP request và nó sẽ trả lời bằng 1 gói tin ARP reply. Gói tin ARP reply sẽ có MAC nguồn là MAC của Host X, MAC đích là MAC của Host A, khi Host A nhận được gói tin này tự nhiên sẽ biết được MAC của X. Sau khi A nhận được ARP reply , nó sẽ mở gói và update bảng ARP table của nó: IP và MAC của máy X.

2/ Host X không cùng segment với host A :

Lúc đó phải nhờ đến router để forward yêu cầu này đến các segment khác. Trong trường hợp này, router sẽ gửi địa chỉ MAC của interface mà nhận gói ARP request trên Router cho máy gửi (máy A ).
Nói một cách khác để liên lạc với một máy tính khác không cùng nằm trên 1 segment ta phải sử dụng đến "default gateway". Default Gateway là một phần của một host (máy tính). Nó là một địa chỉ IP của một interface trên router, và được cấu hình cho host. Địa chỉ IP của host và của Default Gateway phải cùng segment mạng. Khì này, máy gửi (A) sẽ kiểm tra xem nó và máy nhận (B) có cùng nằm trên một subnet hay không. Nếu không, nó sẽ đóng gói packet gửi với IP destination address là của máy nhận và MAC address destinaiton là của Router nối với subnet của nó. Nếu Proxy ARP hay default gateway không được cấu hình, thì không có "traffic" nào có thê rời khỏi một subnet (một mạng cục bộ). Phải có một trong hai cái được cấu hình ( hay cho phép) để có thể giao tiếp với các segment mạng khác được. "IP source và dest không bao giờ thay đổi, chỉ có MAC source và dest là thay đổi thôi".
Proxy ARP: Theo cách thức hoạt động của proxy ARP, ta có thể thấy rằng client khi muốn biết MAC của một host nào đó, nó chỉ đơn giản là broadcast ARP-Request lên mạng. Router sẽ có trách nhiệm đáp trả lại bằng ARP-Reply nếu nó nhận thấy IP-destination là thuộc mạng khác. Như vậy, cấu hình IP cho client cực kỳ đơn giản, nhưng gánh nặng lại đè lên router. Thử tưởng tượng cứ sau 1 phút, ARP-entry bị hủy bỏ, thế là các client thi nhau broadcast lên mạng thì router "tiêu" như chơi. Ngoài ra, proxy ARP còn gặp một bất lợi nếu trong segment có tới hơn 1 router. Chọn router nào, nếu như các router đều có route đến mạng đích?
Default-Gateway: Nếu client biết rằng IP-dest không thuộc mạng của nó, nó dùng MAC của default-gateway để gửi gói tin, router default-gateway nhận lấy gói tin sẽ biết phải xử lý tiếp theo như thế nào (dựa trên IP source/destination). Cách này giảm tải cho router, giải quyết được trường hợp có nhiều router nối vào cùng segment, và đỡ gây nhầm lẫn. Nếu Host A có cấu hình sử dụng Defaul gateway trong TCP/IP protocol thì gói tin ARP request sẽ không phải dạng Broadcast mà được gửi thẳng đến cho Router ( TCP/IP stack quy định như vậy). Tất nhiên để gửi được gói tin này đến cho Router thì nó cũng phải request MAC của defaul gateway trên Router trước, sau đó khi có MAC của default gateway thì Host A sẽ tạo 1 gói tin ARP request MAC của Host X với IP đích là IP Host X, MAC đích là MAC của default gateway. Khi Router gateway nhận được gói tin này thì nó sẽ Forward qua interface trên segment thích hợp, tại đây phần Datalink header sẽ được lấy ra (Pull out) và phần Datalink header mới sẽ được gắn vào với mục đích để truyền trên Segment của Host B. Khi Host B nhận được gói tin ARP request thì cũng sẽ trả lời lại bằng gói tin ARP reply được gửi đến DefautGateway trên Segment của nó. Khi Router nhận được gói tin này cũng làm việc tương tự như khi gửi đi từ Host A (pull out Datalink header, gắn datalink header mới v.v....) Nếu Host A không có cấu hình default gateway (tất nhiên sẽ broadcast gói tin ARP request) nhưng nếu Router trên Segment của host A có chức năng ARP Proxy thì căn cứ trên IP mà gói tin ARP request yêu cầu ROUTER sẽ so sánh với Routing Table của nó và nhận gói tin này nếu Match trong Routing table, sau đó sẽ forward qua Segment thích hợp. Quá trình tiếp theo tương tự như trường hợp A. Như vậy : nếu 1 trong 2 default gateway của 2 segment cấu hình sai thì sẽ dẫn đến việc Host A không thể liên lạc được với Host X và ngược lại. Ngoài ra nếu thời gian tồn tại của ARP cache trong memory quá lâu công với việc có thay đổi MAC của DF gateway sẽ dẫn đến việc tạm thời không thể thực hiện ARP request.
Ví dụ minh họa cho các lý thuyết nêu trên (xin lưu ý các IP cùa source và destination là không thay đổi chỉ có mac là thay đổi thôi). các bạn xem một ví dụ sau để đễ hiểu hơn nhé



Máy A-------Router1--------Router2--------Router3------Máy B


Đầu tiên máy A đóng gói gói tin như sau
IP nguồn là IP của máy A. IP đích là IP của máy B xuống đến tầng datalink máy A sẽ xem máy B có trong cùng subnet với mình không, trong truờng hợp này là không.
Lúc này máy A sẽ dùng :
MAC nguồn là của máy A. MAC đích là MAC của interface trên router1 nối với subnet A.
Router1 sẽ xem IP đích có nằm trong subnet của mình hay không trong truờng hợp này là không, lúc này router sẽ đóng gói địa chỉ MAC nguồn là MAC cùa interface mà router này nối với router2, MAC đích sẻ là MAC trên interface của router2, router2 cũng xử lý giống router 1 và chuyển đến router3. Router3 sẽ xem IP này có nằm trong subnet của mình không, nếu có thì nó sẽ xem xét địa chỉ MAC tương ứng với IP này (router3 biết được vì nó tra trong bảng ARP của nó có chứa máy B vì B cùng subnet) ứng với IP này router3 xác định đưọc MAC là máy B, tuy vậy nó vẫn gửi Brodcast đến tất cả các máy trong subnet có máy B nhưng chỉ máy B nhận gói tin vì nó có MAC trùng với MAC đích trong gói tin.
Máy A sẽ gửi 1 gói tin gọi là ARP request (ARP = Address Resolution Protocol) bằng cơ chế broadcast để tất cả các máy đều có thể nhận được gói tin này