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Auflösung von IP-Adressen

Nachdem Sie nun gesehen haben, wie IP-Adressen aufgebaut sind, werden Sie sich vielleicht fragen, wie diese Adressen in einem Ethernet oder Token Ring benutzt werden, um unterschiedliche Hosts anzusprechen. Schließlich verwenden diese Protokolle ja ihre eigenen Adressen, um Hosts zu identifizieren, die absolut nichts mit einer IP-Adresse gemeinsam haben, nicht wahr?

Richtig. Darum benötigen wir auch einen Mechanismus, der IP-Adressen auf die Adressen des zugrundeliegenden Netzwerks abbildet. Der eingesetzte Mechanismus heißt Address Resolution Protocol (ARP). Tatsächlich ist ARP nicht allein auf Ethernet oder Token Ring beschränkt, sondern wird auch bei anderen Netzwerkarten wie dem Amateurfunk-AX.25-Protokoll (kurz Ham-Radio) verwendet. Die ARP zugrundeliegende Idee entspricht genau dem, was die meisten Leute tun, wenn sie einen ihnen unbekannten Menschen, nennen wir ihn einfach mal Mister X, in einer Gruppe von 150 Menschen herausfinden müssen: Sie gehen herum und rufen laut den Namen, in der Hoffnung, daß er sich meldet.

Wenn ARP die Ethernet-Adresse ermitteln möchte, die zu einer IP-Adresse gehört, verwendet es eine Ethernet-Eigenschaft, die als Broadcasting bekannt ist. Dabei wird ein Datagramm gleichzeitig an alle Stationen im Netzwerk geschickt. Das von ARP gesendete Broadcast-Datagramm enthält eine Anfrage zur IP-Adresse. Jeder empfangende Host überprüft daraufhin seine eigene Adresse. Stimmt diese mit der empfangenen Adresse überein, wird eine ARP-Antwort an den anfragenden Host zurückgeschickt. Der empfangende Host kann nun aus dieser Antwort die Ethernet-Adresse des Senders extrahieren.

Sie werden sich nun vielleicht wundern, wie ein Host eine Internetadresse ansprechen kann, die sich in einem anderen Netzwerk am Ende der Welt befindet bzw. woher der Host überhaupt weiß, daß die Adresse in einem bestimmten Netzwerk liegt. All diese Fragen führe Diese Frage führt uns zum sogenannten Routing, also dem Ermitteln des physikalischen Standorts eines Host im Netzwerk. Das ist das Thema des folgenden Abschnitts.

Lassen Sie uns aber zuvor noch etwas mehr über ARP reden. Hat ein Host erst einmal eine Ethernet-Adresse herausgefunden, speichert er diese im ARP-Cache. Auf diese Weise muß keine erneute Anfrage gestartet werden, wenn beim nächsten Mal ein Datagramm an den fraglichen Host geschickt werden soll. Nun wäre es aber nicht besonders klug, diese Information für immer zu speichern. Zum Beispiel könnte die Ethernet-Karte des anderen Host aufgrund technischer Probleme ausgetauscht werden müssen, und somit wäre der ARP-Eintrag ungültig. Darum werden die Einträge im ARP-Cache nach einiger Zeit gelöscht, um eine erneute Anfrage nach der IP-Adresse zu erzwingen.

Manchmal ist es auch notwendig, die IP-Adresse zu einer bestimmten Ethernet-Adresse zu ermitteln. Das passiert beispielsweise, wenn ein Rechner ohne eigenes Diskettenlaufwerk von einem Server über das Netzwerk gebootet werden soll, eine sehr häufige Situation in lokalen Netzwerken. Ein solcher Client verfügt über nahezu keine Informationen über sich selbst — mit Ausnahme seiner Ethernet-Adresse! Also sendet er eine Broadcast-Nachricht mit der Bitte an alle Boot-Server, ihm seine IP-Adresse mitzuteilen. Dazu existiert ein weiteres Protokoll namens Reverse Address Resolution Protocol (RARP). Zusammen mit dem BOOTP-Protokoll dient es dem Booten von Clients ohne Laufwerk über das Netz.

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