Fiche : le protocole ARP

À quoi sert ARP ?

Pour livrer un paquet à une machine de son propre réseau, un poste doit le placer dans une trame Ethernet, et une trame se dirige avec une adresse MAC, pas avec une adresse IP. Le poste connaît l’adresse IP de son correspondant (ou de sa passerelle), mais pas son adresse MAC : c’est le rôle d’ARP (Address Resolution Protocol, RFC 826) de faire le lien entre les deux.

ARP ne sert que sur le réseau local. Pour joindre une machine d’un autre réseau, le poste cherche l’adresse MAC… de sa passerelle, qui fera de même à l’étape suivante.

Le déroulement d’une résolution

Chaque machine garde en mémoire les correspondances déjà connues dans un cache ARP. Lorsqu’elle doit joindre une adresse IP :

1. elle cherche d’abord l’adresse dans son cache ; si elle la trouve, elle l’utilise directement ;
2. sinon, elle envoie une requête ARP en diffusion (adresse MAC de destination ff:ff:ff:ff:ff:ff) : « qui possède l’adresse 192.168.10.30 ? » ;
3. toutes les machines du réseau reçoivent la question, mais seule celle qui possède cette adresse répond, directement à l’émetteur (réponse ARP en unicast) ;
4. l’émetteur range la correspondance dans son cache pour les échanges suivants.

Les entrées du cache expirent au bout de quelques minutes si elles ne servent plus : le cache se reconstruit en permanence au fil des échanges, et il est vide au démarrage de l’interface.

Observer ARP en pratique

Après avoir vidé le cache, un simple ping vers une machine voisine déclenche la résolution :

$ sudo ip neigh flush all       # vider le cache ARP
$ ping -c 1 192.168.10.30

# Ce que montre une capture (tcpdump -n arp) :
ARP, Request who-has 192.168.10.30 tell 192.168.10.20     # diffusion
ARP, Reply 192.168.10.30 is-at 52:54:00:3a:7c:11          # réponse unicast

$ ip neigh                      # la correspondance est en cache
192.168.10.30 dev ens18 lladdr 52:54:00:3a:7c:11 REACHABLE

Sous Windows, la commande arp -a affiche le cache ARP de chaque interface.