Cada ordenador almacena una tabla de direcciones IP y direcciones físicas. Cada vez que formula una pregunta ARP y le responden, inserta una nueva entrada a su tabla. La primera vez que A quiera enviar un mensaje a B tendrá que difundir previamente una pregunta ARP, tal como hemos visto. Sin embargo, las siguientes veces que A envíe mensajes a B ya no será necesario realizar nuevas preguntas, ya que A habrá almacenado en su tabla la dirección física de B. Sin embargo, para evitar incongruencias en la red debido a posibles cambios de direcciones IP o adaptadores de red, se asigna un tiempo de vida de cierto número de segundos a cada entrada de la tabla. Cuando se agote el tiempo de vida de una entrada, ésta será eliminada de la tabla.
Las tablas ARP reducen el tráfico de la red al evitar preguntas ARP innecesarias. Pensemos ahora en distintas maneras para mejorar el rendimiento de la red. Después de una pregunta ARP, el destino conoce las direcciones IP y física del origen. Por lo tanto, podría insertar la correspondiente entrada en su tabla. Pero no sólo eso, sino que todas las estaciones de la red escuchan la pregunta ARP: podrían insertar también las correspondientes entradas en sus tablas. Como es muy probable que otras máquinas se comuniquen en un futuro con la primera, habremos reducido así el tráfico de la red aumentando su rendimiento.
Esto que hemos explicado es para comunicar dos máquinas conectadas a la misma red física. ¿Y si la otra máquina no estuviese conectada a nuestra red? Entonces tendríamos un encaminador que nos comunicase ambas redes. La máquina origen, si no la tiene en su tabla, preguntaría por ARP la dirección física del encaminador y le transferiría a éste el mensaje. Estos pasos se van repitiendo para cada red física hasta llegar a la máquina destino.
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