El protocolo de resolución de direcciones (ARP) es un protocolo de red utilizado para mapear Direcciones IP a direcciones MAC físicas (control de acceso al medio) dentro de un segmento de red local.
¿Qué es ARP?
El protocolo de resolución de direcciones (ARP) opera dentro de la capa de enlace del modelo OSI y desempeña un papel fundamental en las redes IPv4 al traducir direcciones IP lógicas a direcciones MAC físicas. Cuando un dispositivo desea enviar datos a otro dispositivo en la misma red... red de área local (LAN)Primero verifica su caché ARP para ver si ya tiene un registro de la dirección MAC del dispositivo de destino correspondiente a su dirección IP.
Si no se encuentra la asignación, el dispositivo envía un paquete de solicitud ARP a todos los dispositivos de la red, preguntando cuál tiene la dirección IP especificada. El dispositivo con la dirección IP coincidente responde con una respuesta ARP que contiene su... dirección MACEsta información luego se almacena en el ARP. cache para futuras comunicaciones, reduciendo la necesidad de transmisiones repetidas.
ARP es esencial para el funcionamiento de las redes Ethernet porque, si bien los protocolos de nivel superior como IP operan con direcciones lógicas, transmisión de datos sobre Ethernet Se basa en direcciones MAC. ARP funciona solo dentro de los límites de un único dominio de difusión y no opera entre enrutadores o diferentes subredes, donde otros mecanismos, como el proxy ARP o enrutamiento, son necesarios para resolver direcciones.
Tipos de ARP
Existen diversas variantes de ARP, cada una diseñada para abordar diferentes situaciones en redes IP. Estos tipos se basan en el mecanismo básico de ARP, pero cumplen funciones específicas según la arquitectura y los requisitos de la red:
- ARP estándar (o simplemente ARP) es la forma original utilizada para resolver un IPv4 Dirección en una dirección MAC dentro del mismo segmento de red local. Un host transmite una solicitud ARP y el dispositivo con la IP correspondiente responde con su dirección MAC.
- Proxy ARP Permite que un enrutador responda a solicitudes ARP en nombre de un dispositivo que reside en una subred diferente. El enrutador se hace pasar por el host de destino respondiendo con su propia dirección MAC, lo que permite que los dispositivos en diferentes subredes se comuniquen sin una configuración de enrutamiento explícita, aunque esto puede introducir... escalabilidad y cuestiones de seguridad.
- ARP inverso (RARP) Fue diseñado para permitir que un dispositivo que conoce su dirección MAC solicite su dirección IP a una central. serverEsto fue utilizado principalmente por estaciones de trabajo sin disco durante bota pero ahora está obsoleto, reemplazado por DHCP.
- ARP gratuito Se produce cuando un dispositivo envía una solicitud ARP a su propia dirección IP o envía una respuesta ARP no solicitada. Esto se utiliza para actualizar las tablas ARP en otros dispositivos, detectar conflictos de IP o anunciar cambios de dirección IP.
- ARP inverso (InARP) Se utiliza principalmente en redes de retransmisión de tramas y ATM. En lugar de resolver una IP a una hardware dirección, resuelve un identificador de circuito virtual conocido (como un DLCI) en una dirección de capa de red.
- ARP dinámico Se refiere a las entradas ARP que se aprenden automáticamente y se mantienen temporalmente en la caché ARP. Estas entradas caducan tras un periodo determinado a menos que se actualicen.
- ARP estático Se refiere a las entradas ARP configuradas manualmente que permanecen en la caché de forma permanente y no caducan. Esto puede usarse por razones de seguridad o rendimiento, pero requiere mantenimiento manual.
¿Cómo funciona ARP?
Cuando un dispositivo de una red local necesita enviar datos a otro dispositivo, primero verifica si ya conoce la dirección MAC correspondiente a la dirección IP de destino buscando en su caché ARP.
Si la asignación existe, utiliza la dirección MAC almacenada para enviar los datos directamente. Si no se encuentra, el dispositivo envía una solicitud ARP a todos los dispositivos de la red local, preguntando básicamente: "¿Quién tiene esta dirección IP?". Todos los dispositivos de la red reciben la solicitud, pero solo el dispositivo con la dirección IP coincidente responde con una respuesta ARP que incluye su dirección MAC.
Al recibir la respuesta, el remitente almacena la nueva asignación de IP a MAC en su caché ARP para su uso posterior y procede a transmitir los datos al destino utilizando la dirección MAC resuelta. Este proceso garantiza que los dispositivos de la misma subred local puedan comunicarse mediante sus interfaces de red físicas, mientras que los protocolos IP de nivel superior gestionan el direccionamiento y el enrutamiento a través de redes más amplias.
¿Cuál es un ejemplo de ARP?
Por ejemplo, supongamos que un ordenador con la dirección IP 192.168.1.10 desea enviar datos a otro ordenador de la misma red local con la dirección IP 192.168.1.20. El ordenador emisor primero comprueba su caché ARP para comprobar si ya conoce la dirección MAC de 192.168.1.20. De no ser así, envía una solicitud ARP a todos los dispositivos de la red preguntando: "¿Quién tiene la dirección IP 192.168.1.20?". El ordenador con la dirección IP 192.168.1.20 recibe la solicitud y responde con su dirección MAC, por ejemplo, 00-14-22-01-23-45. El ordenador emisor recibe esta respuesta, actualiza su caché ARP con la nueva asignación de IP a MAC y utiliza esa dirección MAC para enviar los datos directamente a través de la red local.
Herramientas ARP
Aquí hay una lista de herramientas ARP comunes.
arp (herramienta de línea de comandos)
Disponible en la mayoría sistemas operativos (Ventanas, Linux, macOS), este De línea de comandos Esta herramienta permite a los usuarios ver, agregar y eliminar entradas en la caché ARP. Ayuda a solucionar problemas de comunicación en la red local mostrando las asignaciones actuales de direcciones IP a MAC o forzando asignaciones específicas.
arpeando
Se utiliza principalmente en UNIXSistemas similares a ARP, arping envía solicitudes ARP a una dirección IP específica e informa si se recibió una respuesta. Funciona de forma similar a un de ping pero opera en la capa de enlace, lo que lo hace útil para verificar si un host es accesible en el segmento de red local y para detectar direcciones IP duplicadas.
netstat -arp (o netstat -an en algunos sistemas)
En algunos sistemas, netstat puede mostrar el caché ARP junto con otras estadísticas de red, lo que ayuda a diagnosticar problemas de red al mostrar las entradas ARP activas y su estado.
vecino ip (Linux)
Esto forma parte del conjunto de comandos ip en los sistemas Linux modernos. Muestra y manipula la tabla de vecinos, que funciona de forma similar a la caché ARP para IPv4 (y ND para IPv6), lo que permite a los administradores comprobar y actualizar las asignaciones de direcciones MAC.
Wireshark
Un analizador de protocolos de red que captura y muestra el tráfico de red, incluyendo solicitudes y respuestas ARP. Wireshark permite una inspección detallada de los paquetes ARP, lo que lo hace valioso para diagnosticar problemas relacionados con ARP, como la suplantación de identidad o la resolución incorrecta de direcciones.
Nmap (con escaneo ARP)
Nmap puede realizar escaneos ARP para identificar rápidamente hosts activos en una subred local. Dado que las solicitudes ARP no dependen de las respuestas de la capa IP, el escaneo ARP suele ser más fiable para descubrir dispositivos dentro de la misma transmisión. dominio.
arpwatch
Una herramienta de monitoreo de red que monitorea el tráfico ARP en una red y registra las asignaciones de direcciones IP a MAC. Puede alertar administradores a cambios en las asignaciones, que pueden indicar posibles problemas de red o ataques de suplantación de ARP.
¿Cómo funciona la caché ARP?
La caché ARP es una tabla almacenada en la memoria de un dispositivo que realiza un seguimiento de las asignaciones de direcciones IP a MAC resueltas recientemente para reducir la necesidad de solicitudes ARP repetidas.
Cuando un dispositivo necesita enviar datos, primero revisa la caché ARP para ver si la dirección IP de destino ya tiene una entrada de dirección MAC correspondiente. Si la asignación existe, el dispositivo la utiliza para enviar la trama directamente, evitando transmisiones ARP innecesarias. Si falta la entrada, se envía una solicitud ARP para resolver la dirección y la respuesta se almacena en la caché.
Cada entrada en la caché ARP tiene una tiempo de vida (TTL) Valor, tras el cual caduca para garantizar que se eliminen las asignaciones obsoletas, especialmente si los dispositivos cambian de dirección IP o abandonan la red. Algunas entradas ARP también pueden configurarse manualmente como estáticas, en cuyo caso permanecen en la caché indefinidamente hasta que se eliminen o modifiquen manualmente.
La caché ARP ayuda a mejorar la eficiencia y el rendimiento de la red al minimizar el tráfico de red y a latencia de la página en la resolución de direcciones.
¿Para qué se utiliza ARP?
ARP se utiliza para habilitar la comunicación entre dispositivos en la misma red local mediante la conversión de direcciones IP a direcciones MAC físicas. Dado que los dispositivos utilizan direcciones IP para el direccionamiento lógico en la capa de red, pero requieren direcciones MAC para entregar físicamente las tramas en la capa de enlace de datos, ARP proporciona el mecanismo para realizar esta resolución de direcciones.
Sin ARP, los dispositivos no podrían determinar dónde enviar paquetes dentro de la subred local. Es esencial para funciones básicas de red, como iniciar conexiones, transferir datos y mantener una comunicación adecuada. Además, ARP desempeña un papel en el diagnóstico de red, la detección de dispositivos y ciertos tipos de ataques o defensas de red, como la detección de suplantación de ARP.
Las ventajas y desventajas del ARP
A continuación se muestra una tabla que resume las ventajas y desventajas del ARP:
| Ventajas | Desventajas |
| Mecanismo simple y eficiente para resolver direcciones IP a direcciones MAC dentro de una red local. | Limitado a la subred local; no funciona en enrutadores o diferentes dominios de transmisión. |
| Funciona automáticamente sin necesidad de configuración manual para la mayoría de los entornos. | Vulnerable a la suplantación de ARP y a los ataques de intermediario, ya que ARP carece de autenticación. |
| Resolución rápida utilizando caché para reducir la sobrecarga de la red y la latencia después de la resolución inicial. | Las entradas de caché ARP pueden volverse obsoletas, lo que genera posibles problemas de conectividad si los dispositivos cambian las direcciones IP o MAC. |
| Admite entornos de red dinámicos donde los dispositivos se unen o abandonan la red con frecuencia. | Puede generar tráfico de difusión innecesario, especialmente en redes grandes o concurridas. |
| Ampliamente compatible con todos los sistemas de redes basados en IPv4. | No es compatible con IPv6; reemplazado por el Protocolo de descubrimiento de vecinos (NDP) en entornos IPv6. |
ARP vs. MAC vs. IP vs. DNS
Aquí hay una tabla comparativa que distingue ARP, MAC, IP y DNS:
| Aspecto | ARP (protocolo de resolución de direcciones) | MAC (dirección de control de acceso al medio) | IP (dirección de protocolo de Internet) | DNS (sistema de nombres de dominio) |
| Función | Resuelve direcciones IP en direcciones MAC en redes locales. | Identifica una interfaz de red física en una red local. | Proporciona direccionamiento lógico para dispositivos a través de redes. | Resuelve nombres de dominio en direcciones IP. |
| Capa | Capa de enlace (interacción de capa 2/3) | Capa de enlace de datos (Capa 2) | Capa de red (Capa 3) | Capa de aplicación |
| <b></b><b></b> | Funciona dentro de subredes locales. | Único por interfaz de red; alcance de red local. | Alcance global; enrutable a través de redes. | Alcance global de Internet. |
| Tipo de dirección | Protocolo para mapear direcciones. | Dirección fija de 48 bits asignada por hardware o software. | Dirección lógica de 32 bits (IPv4) o 128 bits (IPv6). | Nombres de dominio legibles por humanos. |
| Persistencia | La caché ARP almacena asignaciones temporales. | Generalmente estático (hardware); se puede reasignar. | Asignación dinámica o estática mediante DHCP o configuración. | Estático o dinámico; administrado mediante DNS servers. |
| Caso de uso clave | Permite la entrega local de paquetes basados en IP. | Identifica el adaptador de red que recibe tramas. | Identifica la ubicación del dispositivo en redes globales o privadas. | Traduce nombres fáciles de usar a IP para acceso a la red. |
| Riesgos de seguridad | Vulnerable a ataques de suplantación de identidad. | Generalmente seguro pero se puede clonar. | Susceptible a suplantación y secuestro de IP. | Vulnerable a suplantación de DNS y envenenamiento de caché. |
¿Cuál es el futuro de ARP?
Con la adopción generalizada de IPv6, ARP está siendo reemplazado por el protocolo de descubrimiento de vecinos (NDP), más seguro y eficiente. Si bien ARP sigue siendo esencial en las redes basadas en IPv4, su falta de funciones de seguridad lo hace vulnerable a la suplantación de identidad y... ataques de hombre en el medio, lo que impulsa el desarrollo de alternativas más seguras y medidas de protección como la inspección ARP dinámica (DAI) en redes modernas.
A medida que crece la adopción de IPv6 y aumentan las demandas de seguridad de la red, el papel de ARP disminuirá gradualmente y permanecerá principalmente en sistemas heredados y entornos IPv4 que continúan persistiendo junto con tecnologías más nuevas.
