مفاهیم اولیه پروتکل tcp/ip

[آبجی]

TCP/IP ، یکی از مهمترین پروتکل های استفاده شده در شبکه های کامپیوتری است . اینترنت بعنوان بزرگترین شبکه موجود ، از پروتکل فوق بمنظور ارتباط دستگاه های متفاوت استفاده می نماید. پروتکل ، مجموعه قوانین لازم بمنظور قانونمند نمودن نحوه ارتباطات در شبکه های کامپیوتری است .

در مجموعه مقالاتی که ارائه خواهد شد به بررسی این پروتکل خواهیم پرداخت . در این بخش مواردی همچون : فرآیند انتقال اطلاعات ، معرفی و تشریح لایه های پروتکل TCP/IP و نحوه استفاده از سوکت برای ایجاد تمایز در ارتباطات ، تشریح می گردد.
● مقدمه
امروزه اکثر شبکه های کامپیوتری بزرگ و اغلب سیستم های عامل موجود از پروتکل TCP/IP ، استفاده و حمایت می نمایند. TCP/IP ، امکانات لازم بمنظور ارتباط سیستم های غیرمشابه را فراهم می آورد. از ویژگی های مهم پروتکل فوق ، می توان به مواردی همچون : قابلیت اجراء بر روی محیط های متفاوت ، ضریب اطمینان بالا ،قابلیت گسترش و توسعه آن ، اشاره کرد . از پروتکل فوق، بمنظور دستیابی به اینترنت و استفاده از سرویس های متنوع آن نظیر وب و یا پست الکترونیکی استفاده می گردد. تنوع پروتکل های موجود در پشته TCP/IP و ارتباط منطقی و سیستماتیک آنها با یکدیگر، امکان تحقق ارتباط در شبکه های کامپیوتری را با اهداف متفاوت ، فراهم می نماید. فرآیند برقراری یک ارتباط ، شامل فعالیت های متعددی نظیر : تبدیل نام کامپیوتر به آدرس IP معادل ، مشخص نمودن موقعیت کامپیوتر مقصد ، بسته بندی اطلاعات ، آدرس دهی و روتینگ داده ها بمنظور ارسال موفقیت آمیز به مقصد مورد نظر ، بوده که توسط مجموعه پروتکل های موجود در پشته TCP/IP انجام می گیرد.
معرفی پروتکل TCP/IP
TCP/IP ، پروتکلی استاندارد برای ارتباط کامپیوترهای موجود در یک شبکه مبتنی بر ویندوز ۲۰۰۰ است. از پروتکل فوق، بمنظور ارتباط در شبکه های بزرگ استفاده می گردد. برقراری ارتباط از طریق پروتکل های متعددی که در چهارلایه مجزا سازماندهی شده اند ، میسر می گردد. هر یک از پروتکل های موجود در پشته TCP/IP ، دارای وظیفه ای خاص در این زمینه ( برقراری ارتباط) می باشند . در زمان ایجاد یک ارتباط ، ممکن است در یک لحظه تعداد زیادی از برنامه ها ، با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند. TCP/IP ، دارای قابلیت تفکیک و تمایز یک برنامه موجود بر روی یک کامپیوتر با سایر برنامه ها بوده و پس از دریافت داده ها از یک برنامه ، آنها را برای برنامه متناظر موجود بر روی کامپیوتر دیگر ارسال می نماید. نحوه ارسال داده توسط پروتکل TCP/IP از محلی به محل دیگر ، با فرآیند ارسال یک نامه از شهری به شهر، قابل مقایسه است .
برقراری ارتباط مبتنی بر TCP/IP ، با فعال شدن یک برنامه بر روی کامپیوتر مبدا آغاز می گردد . برنامه فوق ،داده های مورد نظر جهت ارسال را بگونه ای آماده و فرمت می نماید که برای کامپیوتر مقصد قابل خواندن و استفاده باشند. ( مشابه نوشتن نامه با زبانی که دریافت کننده ، قادر به مطالعه آن باشد) . در ادامه آدرس کامپیوتر مقصد ، به داده های مربوطه اضافه می گردد ( مشابه آدرس گیرنده که بر روی یک نامه مشخص می گردد) . پس از انجام عملیات فوق ، داده بهمراه اطلاعات اضافی ( درخواستی برای تائید دریافت در مقصد ) ، در طول شبکه بحرکت درآمده تا به مقصد مورد نظر برسد. عملیات فوق ، ارتباطی به محیط انتقال شبکه بمنظور انتقال اطلاعات نداشته ، و تحقق عملیات فوق با رویکردی مستقل نسبت به محیط انتقال ، انجام خواهد شد .
● لایه های پروتکل TCP/IP
TCP/IP ، فرآیندهای لازم بمنظور برقراری ارتباط را سازماندهی و در این راستا از پروتکل های متعددی در پشته TCP/IP استفاده می گردد. بمنظور افزایش کارآئی در تحقق فرآیند های مورد نظر، پروتکل ها در لایه های متفاوتی، سازماندهی شده اند . اطلاعات مربوط به آدرس دهی در انتها قرار گرفته و بدین ترتیب کامپیوترهای موجود در شبکه قادر به بررسی آن با سرعت مطلوب خواهند بود. در این راستا، صرفا&#۰۳۹; کامپیوتری که بعنوان کامپیوتر مقصد معرفی شده است ، امکان باز نمودن بسته اطلاعاتی و انجام پردازش های لازم بر روی آن را دارا خواهد بود. TCP/IP ، از یک مدل ارتباطی چهار لایه بمنظور ارسال اطلاعات از محلی به محل دیگر استفاده می نماید: Application ,Transport ,Internet و Network Interface ، لایه های موجود در پروتکل TCP/IP می باشند.هر یک از پروتکل های وابسته به پشته TCP/IP ، با توجه به رسالت خود ، در یکی از لایه های فوق، قرار می گیرند.
▪ لایه Application
لایه Application ، بالاترین لایه در پشته TCP/IP است .تمامی برنامه و ابزارهای کاربردی در این لایه ، با استفاده از لایه فوق، قادر به دستتیابی به شبکه خواهند بود. پروتکل های موجود در این لایه بمنظور فرمت دهی و مبادله اطلاعات کاربران استفاده می گردند . HTTP و FTP دو نمونه از پروتکل ها ی موجود در این لایه می باشند .
پروتکل HTTP)Hypertext Transfer Protocol) . از پروتکل فوق ، بمنظور ارسال فایل های صفحات وب مربوط به وب ، استفاده می گردد .
پروتکل FTP)File Transfer Protocol) . از پروتکل فوق برای ارسال و دریافت فایل، استفاده می گردد .
▪ لایه Transport
لایه حمل ، قابلیت ایجاد نظم و ترتیب و تضمین ارتباط بین کامپیوترها و ارسال داده به لایه Application ( لایه بالای خود) و یا لایه اینترنت ( لایه پایین خود) را بر عهده دارد. لایه فوق ، همچنین مشخصه منحصربفردی از برنامه ای که داده را عرضه نموده است ، مشخص می نماید. این لایه دارای دو پروتکل اساسی است که نحوه توزیع داده را کنترل می نمایند.
TCP)Transmission Control Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول تضمین صحت توزیع اطلاعات است .
UDP)User Datagram Protocol) . پروتکل فوق ، امکان عرضه سریع اطلاعات بدون پذیرفتن مسئولیتی در رابطه با تضمین صحت توزیع اطلاعات را برعهده دارد .
▪ لایه اینترنت
لایه اینترنت، مسئول آدرس دهی ، بسته بندی و روتینگ داده ها ، است. لایه فوق ، شامل چهار پروتکل اساسی است :
IP)Internet Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول آدرسی داده ها بمنظور ارسال به مقصد مورد نظر است .
ARP)Address Resoulation Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول مشخص نمودن آدرس MAC)Media Access Control) آداپتور شبکه بر روی کامپیوتر مقصد است.
ICMP)Internet Control Message Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول ارائه توابع عیب یابی و گزارش خطاء در صورت عدم توزیع صحیح اطلاعات است .
IGMP)Internet Group Managemant Protocol) . پروتکل فوق ، مسئول مدیریت Multicasting در TCP/IP را برعهده دارد.
▪ لایه Network Interface
لایه اینترفیس شبکه ، مسئول استقرار داده بر روی محیط انتقال شبکه و دریافت داده از محیط انتقال شبکه است . لایه فوق ، شامل دستگاه های فیزیکی نظیر کابل شبکه و آداپتورهای شبکه است . کارت شبکه ( آداپتور) دارای یک عدد دوازده رقمی مبنای شانزده ( نظیر : B۵-۵۰-۰۴-۲۲-D۴-۶۶ ) بوده که آدرس MAC ، نامیده می شود. لایه اینترفیس شبکه ، شامل پروتکل های مبتنی بر نرم افزار مشابه لایه های قبل ، نمی باشد. پروتکل های Ethernet و ATM)Asynchronous Transfer Mode) ، نمونه هائی از پروتکل های موجود در این لایه می باشند . پروتکل های فوق ، نحوه ارسال داده در شبکه را مشخص می نمایند.
● مشخص نمودن برنامه ها
در شبکه های کامپیوتری ، برنامه ها ی متعددی در یک زمان با یکدیگر مرتبط می گردند. زمانیکه چندین برنامه بر روی یک کامپیوتر فعال می گردند ، TCP/IP ، می بایست از روشی بمنظور تمایز یک برنامه از برنامه دیگر، استفاده نماید. بدین منظور ، از یک سوکت ( Socket) بمنظور مشخص نمودن یک برنامه خاص ، استفاده می گردد.
● آدرس IP
برقراری ارتباط در یک شبکه ، مستلزم مشخص شدن آدرس کامپیوترهای مبداء و مقصد است ( شرط اولیه بمنظور برقراری ارتباط بین دو نقطه ، مشخص بودن آدرس نقاط درگیر در ارتباط است ) . آدرس هر یک از دستگاه های درگیر در فرآیند ارتباط ، توسط یک عدد منحصربفرد که IP نامیده می شود ، مشخص می گردند. آدرس فوق به هریک از کامپیوترهای موجود در شبکه نسبت داده می شود . IP : ۱۰. ۱۰.۱.۱ ، نمونه ای در این زمینه است .
● پورت TCP/UDP
پورت مشخصه ای برای یک برنامه و در یک کامپیوتر خاص است .پورت با یکی از پروتکل های لایه حمل ( TCP و یا UDP ) مرتبط و پورت TCP و یا پورت UDP ، نامیده می شود. پورت می تواند عددی بین صفر تا ۶۵۵۳۵ را شامل شود. پورت ها برای برنامه های TCP/IP سمت سرویس دهنده ، بعنوان پورت های شناخته شده نامیده شده و به اعداد کمتر از ۱۰۲۴ ختم و رزو می شوند تا هیچگونه تعارض و برخوردی با سایر برنامه ها بوجود نیاید. مثلا برنامه سرویس دهنده FTP از پورت TCP بیست و یا بیست ویک استفاده می نماید.
● سوکت (Socket)
سوکت ، ترکیبی از یک آدرس IP و پورت TCP ویا پورت UDP است . یک برنامه ، سوکتی را با مشخص نمودن آدرس IP مربوط به کامپیوتر و نوع سرویس ( TCP برای تضمین توزیع اطلاعات و یا UDP) و پورتی که نشاندهنده برنامه است، مشخص می نماید. آدرس IP موجود در سوکت ، امکان آدرس دهی کامپیوتر مقصد را فراهم و پورت مربوطه ، برنامه ای را که داده ها برای آن ارسال می گردد را مشخص می نماید.

[آبجی]

در اين بخش ، به بررسی پروتکل های موجود در TCP/IPخواهيم پرداخت .
TCP/IP ،شامل شش پروتکل اساسی( TCP,UDP,IP,ICMP,IGMP ،ARP ) و مجموعه ای از برنامه های کاربردی است. پروتکل های فوق، مجموعه ای از استادنداردها ی لازم بمنظور ارتباط بين کامپيوترها و دستگاهها را در شبکه ، فراهم می نمايد. تمامی برنامه ها و ساير پروتکل ها ی موجود در پروتکل TCP/IP ، به پروتکل های شش گانه فوق مرتبط و از خدمات ارائه شده توسط آنان استفاده می نمايند . در ادامه به تشريح عملکرد و جايگاه هر يک از پروتکل های اشاره شده ، خواهيم پرداخت . پروتکل TCP : لايه Transport

http://www.srco.ir/Articles/images/TCP3.jpg
TCP) Transmission Control Protocol) ، يکی از پروتکل های استاندارد TCP/IP است که امکان توزيع و عرضه اطلاعات ( سرويس ها) بين صرفا" دو کامپيوتر ، با ضريب اعتماد بالا را فراهم می نمايد. چنين ارتباطی ( صرفا" بين دو نقطه ) ، Unicast ناميده می شود . در ارتباطات با رويکرد اتصال گرا ، می بايست قبل از ارسال داده ، ارتباط بين دو کامپيوتر برقرار گردد . پس از برقراری ارتباط ، امکان ارسال اطلاعات برای صرفا" اتصال ايجاد شده ، فراهم می گردد . ارتباطات از اين نوع ، بسيار مطمئن می باشند ، علت اين امر به تضمين توزيع اطلاعات برای مقصد مورد نظر برمی گردد . بر روی کامپيوتر مبداء ، TCP داده هائی که می بايست ارسال گردند را در بسته های اطلاعاتی (Packet) سازماندهی می نمايد. در کامپيوتر مقصد ، TCP ، بسته های اطلاعاتی را تشخيص و داده های اوليه را مجددا" ايجاد خواهد کرد .
ارسال اطلاعات با استفاده از TCP
TCP ، بمنظور افزايش کارائی ، بسته های اطلاعاتی را بصورت گروهی ارسال می نمايد . TCP ، يک عدد سريال ( موقعيت يک بسته اطلاعاتی نسبت به تمام بسته اطلاعاتی ارسالی ) را به هريک از بسته ها نسبت داده و از Acknowledgment بمنظور اطمينان از دريافت گروهی از بسته های اطلاعاتی ارسال شده ، استفاده می نمايد. در صورتيکه کامپيوتر مقصد ، در مدت زمان مشخصی نسبت به اعلام وصول بسته های اطلاعاتی ، اقدام ننمايد ، کامپيوتر مبداء ، مجددا" اقدام به ارسال اطلاعات می نمايد. علاوه برافزودن يک دنباله عددی و Acknowledgment به يک بسته اطلاعاتی ، TCP اطلاعات مربوط به پورت مرتبط با برنامه ها ی مبداء و مقصد را نيز به بسته اطلاعاتی اضافه می نمايد. کامپيوتر مبداء ، از پورت کامپيوتر مقصد بمنظور هدايت صحيح بسته های اطلاعاتی به برنامه مناسب بر روی کامپيوتر مقصد ، استفاده می نمايد. کامپيوتر مقصد از پورت کامپيوتر مبداء بمنظور برگرداندن اطلاعات به برنامه ارسال کننده در کامپيوتر مبداء ، استفاده خواهد کرد .
هر يک از کامپيوترهائی که تمايل به استفاده از پروتکل TCP بمنظور ارسال اطلاعات دارند ، می بايست قبل از مبادله اطلاعات ، يک اتصال بين خود ايجاد نمايند . اتصال فوق ، از نوع مجازی بوده و Session ناميده می شود .دو کامپيوتر درگير در ارتباط ، با استفاده از TCP و بکمک فرآيندی با نام : Three-Way handshake ، با يکديگر مرتبط و هر يک پايبند به رعايت اصول مشخص شده در الگوريتم مربوطه خواهند بود . فرآيند فوق ، در سه مرحله صورت می پذيرد :


مرحله اول : کامپيوتر مبداء ، اتصال مربوطه را از طريق ارسال اطلاعات مربوط به Session ، مقداردهی اوليه می نمايد ( عدد مربوط به موقعيت يک بسته اطلاعاتی بين تمام بسته های اطلاعاتی و اندازه مربوط به بسته اطلاعاتی )
مرحله دوم : کامپيوتر مقصد ، به اطلاعات Session ارسال شده ، پاسخ مناسب را خواهد داد .
کامپيوتر مبداء ، از شرح واقعه بکمک Acknowledgment ارسال شده توسط کامپيوتر مقصد ، آگاهی پيدا خواهد کرد .

پروتکل UDP : لايه Transport

http://www.srco.ir/Articles/images/TCP4.jpg
UDP) User Datagram Protocol ) ، پروتکلی در سطح لايه "حمل" بوده که برنامه مقصد در شبکه را مشخص نموده و از نوع بدون اتصال است . پروتکل فوق، امکان توزيع اطلاعات با سرعت مناسب را ارائه ولی در رابطه با تضمين صحت ارسال اطلاعات ، سطح مطلوبی از اطمينان را بوجود نمی آورد . UDP در رابطه با داده های دريافتی توسط مقصد ، به Acknowledgment نيازی نداشته و در صورت بروز اشکال و يا خرابی در داده های ارسال شده ، تلاش مضاعفی بمنظور ارسال مجدد داده ها ، انجام نخواهد شد . اين بدان معنی است که داده هائی کمتر ارسال می گردد ولی هيچيک از داده های دريافتی و صحت تسلسل بسته های اطلاعاتی ، تضمين نمی گردد .از پروتکل فوق ، بمنظور انتقال اطلاعات به چندين کامپيوتر با استفاده از Broadcast و يا Multicast ، استفاده بعمل می آيد . پروتکل UDP ، در موارديکه حجم اندکی از اطلاعات ارسال و يا اطلاعات دارای اهميت بالائی نمی بانشد ، نيز استفاده می گردد. استفاده از پروتکل UDP در مواردی همچون Multicasting Streaming media ، (نظير يک ويدئو کنفرانس زنده) و يا انتشار ليستی از اسامی کامپيوترها که بمنظور ارتباطات محلی استفاده می گردند ، متداول است . بمنظور استفاده از UDP ، برنامه مبداء می بايست پورت UDP خود را مشخص نمايد دقيقا" مشابه عملياتی که می بايست کامپيوتر مقصد انجام دهد . لازم به يادآوری است که پورت های UDP از پورت های TCP مجزا و متمايز می باشند (حتی اگر دارای شماره پورت يکسان باشند ).
پروتکل IP : لايه Internet

http://www.srco.ir/Articles/images/TCP5.jpg
IP) Internet Protocol ) ، امکان مشخص نمودن محل کامپيوتر مقصد در يک شبکه ارتباطی را فراهم می نمايد. IP ، يک پروتکل بدون اتصال و غيرمطمئن بوده که اولين مسئوليت آن آدرس دهی بسته های اطلاعاتی و روتينگ بين کامپيوترهای موجود در شبکه است . با اينکه IP همواره سعی در توزيع يک بسته اطلاعاتی می نمايد ، ممکن است يک بسته اطلاعاتی در زمان ارسال گرفتار مسائل متعددی نظير : گم شدن ، خرابی ، عدم توزيع با اولويت مناسب ، تکرار در ارسال و يا تاخير، گردند.در چنين مواردی ، پروتکل IP تلاشی بمنظور حل مشکلات فوق را انجام نخواهد داد ( ارسال مجدد اطلاعات درخواستی ) .آگاهی از وصول بسته اطلاعاتی در مقصد و بازيافت بسته های اطلاعاتی گم شده ، مسئوليتی است که بر عهده يک لايه بالاتر نظير TCP و يا برنامه ارسال کننده اطلاعات ، واگذار می گردد .
عمليات انجام شده توسط IP
می توان IP را بعنوان مکانی در نظر گرفت که عمليات مرتب سازی و توزيع بسته های اطلاعاتی در آن محل ، صورت می پذيرد .بسته ها ی اطلاعاتی توسط يکی از پروتکل های لايه حمل ( TCP و يا UDP) و يا از طريق لايه " ايترفيس شبکه " ، برای IP ارسال می گردند . اولين وظيفه IP ، روتينگ بسته های اطلاعاتی بمنظور ارسال به مقصد نهائی است . هر بسته اطلاعاتی ، شامل آدرس IP مبداء ( فرستنده ) و آدرس IP مقصد ( گيرنده ) می باشد. در صورتيکه IP ، آدرس مقصدی را مشخص نمايد که در همان سگمنت موجود باشد ، بسته اطلاعاتی مستقيما" برای کامپيوتر مورد نظر ارسال می گردد . در صورتيکه آدرس مقصد در همان سگمنت نباشد ، IP ، می بايست از يک روتر استفاده و اطلاعات را برای آن ارسال نمايد.يکی ديگر از وظايف IP ، ايجاد اطمينان از عدم وجود يک بسته اطلاعاتی ( بلاتکليف ! ) در شبکه است . بدين منظور محدوديت زمانی خاصی در رابطه با مدت زمان حرکت بسته اطلاعاتی در طول شبکه ، در نظر گرفته می شود .عمليات فوق، توسط نسبت دادن يک مقدار TTL)Time To Live) به هر يک از بسته های اطلاعاتی صورت می پذيرد. TTL ، حداکثر مدت زمانی را که بسته اطلاعاتی قادر به حرکت در طول شبکه است را مشخص می نمايد( قبل از اينکه بسته اطلاعاتی کنار گذاشته شود) .
پروتکل ICMP : لايه Internet

http://www.srco.ir/Articles/images/TCP6.jpg
ICMP) Internet Control Message Protocol) ، امکانات لازم در خصوص اشکال زدائی و گزارش خطاء در رابطه با بسته های اطلاعاتی غيرقابل توزيع را فراهم می نمايد. با استفاده از ICMP ، کامپيوترها و روترها که از IP بمنظور ارتباطات استفاده می نمايند ، قادر به گزارش خطاء و مبادله اطلاعاتی محدود در رابطه وضعيت بوجود آمده می باشند. مثلا" در صورتيکه IP ، قادر به توزيع يک بسته اطلاعاتی به مقصد مورد نظر نباشد ، ICMP يک پيام مبتنی بر غيرقابل دسترس بودن را برای کامپيوتر مبداء ارسال می دارد . با اينکه پروتکل IP بمنظور انتقال داده بين روترهای متعدد استفاده می گردد ، ولی ICMP به نمايندگی از TCP/IP ، مسئول ارائه گزارش خطاء و يا پيام های کنترلی است . تلاش ICMP ، در اين جهت نيست که پروتکل IP را بعنوان يک پروتکل مطمئن مطرح نمايد ، چون پيام های ICMP دارای هيچگونه محتوياتی مبنی بر اعلام وصول پيام (Acknowledgment ) بسته اطلاعاتی نمی باشند . ICMP ، صرفا" سعی در گزارش خطاء و ارائه فيدبک های لازم در رابطه با تحقق يک وضعيت خاص را می نمايد .
پروتکل IGMP : لايه Internet

http://www.srco.ir/Articles/images/TCP7.jpg
IGMP) Internet Group Managment Protocol) ، پروتکلی است که مديريت ليست اعضاء برای IP Multicasting ، در يک شبکه TCP/IP را بر عهده دارد . IP Multicasting، فرآيندی است که بر اساس آن يک پيام برای گروهی انتخاب شده از گيرندگان که گروه multicat ناميده می شوند ؛ ارسال می گردد . IGMP ليست اعضاء را نگهداری می نمايد .
مديريت IP Multicasting
تمامی اعضاء يک گروه multicast ، به ترافيک IP هدايت شده به يک آدرس Multicast IP ، گوش داده و بسته های اطلاعاتی ارسال شده به آن آدرس را دريافت می نمايند. زمانيکه چندين کامپيوتر نيازمند دستيابی به اطلاعاتی نظير Streaming media باشند، يک آدرس IP رزوشده برای multicasting استفاده می گردد. روترها که بمنظور پردازش multicast پيکربندی می گردند، اطلاعات را انتخاب و آنها را برای تمامی مشترکين گروه multicast ارسال ( Forward ) می نمايند . بمنظور رسيدن اطلاعات Multicast به گيرندگان مربوطه ، هر يک از روترهای موجود در مسير ارتباطی می بايست ، قادر به حمايت از Multicasting باشند . کامپيوترهای مبتنی بر سيستم عامل وينوز 2000 ، قادر به ارسال و دريافت IP Multicast ، می باشند .
پروتکل ARP : لايه Internet

http://www.srco.ir/Articles/images/TCP8.jpg
ARP) Address Resolution Protocol) ، پروتکلی است که مسئوليت مسئله " نام به آدرس" را در رابطه با بسته های اطلاعاتی خروجی (Outgoing) ، برعهده دارد . ماحصل فرآيند فوق ، Mapping آدرس IP به آدرسMAC )Media Access Control) ، مربوطه است . کارت شبکه از آدرس MAC ، بمنظور تشخيص تعلق يک بسته اطلاعاتی به کامپيوتر مربوطه ، استفاده می نمايند . بدون آدرس های MAC ، کارت های شبکه ، دانش لازم در خصوص ارسال بسته های اطلاعاتی به لايه بالاتر بمنظور پردازش های مربوطه را دارا نخواهند بود . همزمان با رسيدن بسته های اطلاعاتی به لايه IP بمنظور ارسال در شبکه ، آدرس های MAC مبداء و مقصد به آن اضافه می گردد .
ARP ، از جدولی خاص بمنظور ذخيره سازی آدرس های IP و MAC مربوطه ، استفاده می نمايد. محلی از حافظه که جدول فوق در آنجا ذخيره می گردد ، ARP Cache ناميده می شود. ARP Cache هر کامپيوتر شامل mapping لازم برای کامپيوترها و روترهائی است که صرفا" بر روی يک سگمنت مشابه قرار دارند.
Physical Address Resolution
پروتکل ARP ، آدرس IP مقصد هر يک از بسته های اطلاعاتی خروجی را با ARP Cache مقايسه تا آدرس MAC مقصد مورد نظر را بدست آورد . در صورتيکه موردی پيدا گردد ، آدرس MAC از Cache بازيابی می گردد . در غير اينصورت ؛ ARP درخواستی را برای کامپيوتری که مالکيت IP را برعهده دارد ، Broadcast نموده و از وی می خواهد که آدرس MAC خود را اعلام نمايد . کامپيوتر مورد نظر ( با IP مربوطه ) ، در ابتدا آدرس MAC کامپيوتر ارسال کننده درخواست را به Cache خود اضافه نموده و در ادامه پاسخ لازم را از طريق ارسال آدرس MAC خود ، به متقاضی خواهد داد . زمانيکه پاسخ ARP توسط درخواست کننده ، دريافت گرديد ، در ابتدا با استناد به اطلاعات جديد دريافتی، Cache مربوطه بهنگام و در ادامه بسته اطلاعاتی به مقصد کامپيوتر مورد نظر ارسال می گردد .
در صورتيکه مقصد يک بسته اطلاعاتی ، سگمنتی ديگر باشد ، ARP ، آدرس MAC را به روتر مسئول در سگمنت مربوطه ، تعميم خواهد داد ( در مقابل آدرس مربوط به کامپيوتر مقصد ) . روتر ، در ادامه مسئول يافتن آدرس MAC مقصد و يا Forwarding بسته اطلاعاتی برای روتر ديگر است .