¿Qué es el protocolo ARP?

¿Alguna vez te has preguntado cómo es que tu ordneador encuentra otras máquinas dentro de una red? Yo también me lo pregunté hace años, cuando apenas estaba empezando a adentrarme en este campo. Imagina que estás en una fiesta llena de desconocidos y necesitas encontrar a una persona, pero solo sabes cómo luce, no su nombre. Algo parecido pasa en las redes con las direcciones IP y las direcciones MAC.

Por eso, hoy quiero contarte qué es el Protocolo ARP (Address Resolution Protocol) o protocolo de resolución de direcciones, cómo funciona y por qué es indispensable para que tus dispositivos puedan comunicarse entre sí en la red local. 

¿Qué es el Protocolo ARP?

Empecemos desde lo más básico. El protocolo ARP es un mecanismo que permite a los dispositivos en una red local (LAN) encontrar la dirección física (dirección MAC) de otros dispositivos a partir de su dirección lógica (dirección IP). En ese sentido, es como un traductor que conecta dos idiomas diferentes: las direcciones IP, que operan en la capa 3 (red) del modelo OSI, y las direcciones MAC, que funcionan en la capa 2 (enlace de datos).

Sin este protocolo, los dispositivos no sabrían cómo enviar datos correctamente dentro de una red local. Por eso, el Protocolo ARP es tan importante como lo eran las guías telefónicas cuando toda la información estaba en papel. Aunque hoy en día no lo notes o sepas tan siquiera de qué trata, es el responsable de que puedas navegar por Internet o compartir archivos en tu red.

¿Cómo funciona el Protocolo ARP?

El funcionamiento del protocolo ARP es más simple de lo que parece. Déjame explicártelo paso a paso usando una analogía:

1. Solicitud ARP: Supongamos que tu computadora (llamémosla A) necesita comunicarse con otra computadora (B) dentro de la misma red local. A sabe la dirección IP de B, pero no su dirección MAC. Aquí es donde A lanza un grito en la red, algo como: «¿Cuál es la dirección MAC de esta dirección IP?”
2. Respuesta ARP: La computadora B, que reconoce su propia dirección IP, responde con su dirección MAC, algo como: «Mi dirección MAC es 00:1A:2B:3C:4D:5E.»
3. Actualización de la tabla ARP: Ahora A guarda esa información en algo llamado tabla ARP, que actúa como una especie de libreta donde almacena la relación entre direcciones IP y MAC. Así, se agilizan las futuras comunicaciones, porque no se necesita preguntar lo mismo cada vez.
4. El tiempo lo borra todo: Es importante que sepas que las entradas en la tabla ARP no son eternas. En ese sentido, si no se usan por un tiempo, desaparecen para mantener la tabla limpia y actualizada.

Código ARP 

Si usas sistemas operativos como Linux, puedes inspeccionar la tabla ARP de tu dispositivo con el comando:

arp -a

Este comando te muestra todas las entradas actuales en la tabla ARP, es decir, las relaciones entre direcciones IP y MAC que tu dispositivo ha aprendido recientemente.

Tipos de mensajes ARP

Como pudiste ver en la analogía anterior, el protocolo ARP utiliza dos tipos de mensajes para realizar sus funciones:

1. ARP Request: Es el mensaje que pregunta «¿quién tiene esta dirección IP?». Este mensaje se envía a toda la red mediante un broadcast.
2. ARP Reply: Es la respuesta del dispositivo que tiene la dirección IP solicitada, donde proporciona su dirección MAC.

Por ejemplo, imagina que estás en una oficina, conectado al wifi, y quieres imprimir un documento, así que tu computadora necesita enviar los datos a la impresora. Si solo conoces la dirección IP de la impresora, el Protocolo ARP se encarga de encontrar su dirección MAC para que la comunicación sea posible.

No obstante, existen otros tipos de protocolo ARP que te mostraremos a modo de resumen:

1. ARP Request

Mensaje que pregunta «¿quién tiene esta dirección IP?». Se envía a toda la red mediante un broadcast. Su función principal es localizar la dirección MAC correspondiente a una dirección IP en la misma red.

2. ARP Reply

Respuesta del dispositivo que tiene la dirección IP solicitada, proporcionando su dirección MAC. Permite la comunicación entre dispositivos al proporcionar la dirección MAC solicitada.

3. ARP Proxy

Un dispositivo (generalmente un router) responde a solicitudes ARP destinadas a hosts fuera de la red local, fingiendo su identidad y encaminando el tráfico hacia su destino real. Facilita la conexión entre subredes sin necesidad de configurar enrutamiento o una puerta de enlace predeterminada.

4. ARP Gratuito

Un host anuncia o actualiza su dirección IP y MAC en la red. No requiere solicitudes ARP previas. Su función es actualizar las tablas ARP en dispositivos de la red para evitar conflictos de dirección.

5. ARP Reverso (RARP)

Utilizado por equipos que desconocen su dirección IP para detectarla. Requiere un servidor central que tenga asignadas las direcciones MAC a IP. Permite a un dispositivo obtener su dirección IP basada en su dirección MAC.

6. ARP Inverso (IARP)

Utiliza una dirección MAC para encontrar una dirección IP. Su función es resolver la dirección IP correspondiente a una dirección MAC, inverso a ARP.

7. Inverse ARP (InARP)

Traduce las direcciones de capa de enlace de datos (capa 2) a direcciones de capa de red (capa 3). Utiliza el formato de paquete ARP con un código de operación distinto. Actualiza dinámicamente la asignación de direcciones en redes como Frame Relay.

8. Reverse ARP (RARP)

Protocolo para obtener la dirección IP correspondiente a una dirección de hardware (generalmente en redes Ethernet). Fue reemplazado por BOOTP y posteriormente por DHCP. Proveía direcciones IP dinámicas en redes más antiguas, aunque actualmente está en desuso.

Diferencia entre ARP, DHCP y DNS

Estos tres conceptos, el protocolo ARP, el DHCP y DNS pueden llegar a ser confundidos, por eso aquí te clarifico cuáles son sus diferencias estructurales:

ARP

Resuelve una dirección IP en una dirección MAC dentro de una red local (LAN).

DHCP

Asigna dinámicamente direcciones IP a los dispositivos para evitar conflictos y garantizar la comunicación en la red.

DNS

Traduce nombres de dominio legibles en direcciones IP numéricas y viceversa para facilitar la navegación en Internet.

Problemas comunes con ARP

Debo añadir que, aunque el Protocolo ARP es esencial para que la comunicación entre dispositivos en una misma red local sea posible, no es perfecto, por lo que pueden suceder algunos problemas. Veamos los más comunes:

• Envenenamiento ARP (ARP Spoofing): Un atacante puede engañar a los dispositivos en la red para que envíen información sensible a su propia dirección MAC en lugar de al destino correcto. Esto puede ser utilizado para ataques de «man-in-the-middle«.
  
• Tablas ARP saturadas: Si hay demasiados dispositivos en la red o si se usa de forma malintencionada, la tabla ARP puede llenarse y afectar el rendimiento de la red.

Como has podido ver, aunque el Protocolo ARP trabaja detrás de cámaras, su papel es esencial para garantizar que los dispositivos puedan encontrarse y comunicarse correctamente. Desde procesos aparentemente sencillos, como acceder a una impresora, hasta la carga de una página web, este protocolo está presente en cada paso.

Conocer cómo funciona el Protocolo ARP es solo una pequeña parte de lo que puedes aprender sobre redes y la computación en la nube. Si quieres continuar aprendiendo y convertirte en todo un experto, no dudes en unirte al Bootcamp DevOps. En poco tiempo estarás listo para trabajar en una de las áreas más demandadas por las empresas del sector IT

¿Qué esperas para iniciar una nueva carrera en el sector de la tecnología?