["Computer-Network 8. ARP(Address Resolution Protocol)"]

네트워크 계층(IP 주소)과 데이터 링크 계층(MAC 주소) 간의 주소 매핑을 제공하는 프로토콜이다.
ARP는 IPv4 네트워크에서 사용되며, IP 주소를 해당 노드의 MAC 주소로 변환하는 역할을 한다.
Address mapping : logical address(IP. Source to Destination), physical address(mac. hop to hop)

송신 노드는 목적지 IP 주소를 확인한다.
송신 노드는 자신의 ARP 캐시(ARP Cache)에서 해당 IP 주소에 대응하는 MAC 주소를 검색한다.
만약 ARP 캐시에 해당 정보가 없다면, 송신 노드는 브로드캐스트 MAC 주소(FF:FF:FF:FF:FF:FF)를 사용하여 ARP 요청(ARP Request) 메시지를 네트워크에 브로드캐스트한다.
ARP 요청 메시지에는 송신 노드의 IP 주소, MAC 주소, 그리고 목적지 IP 주소가 포함된다.
네트워크의 모든 노드는 ARP 요청 메시지를 수신하지만, 요청된 IP 주소를 가진 노드만 ARP 응답(ARP Reply) 메시지를 유니캐스트로 송신 노드에게 전송한다.
ARP 응답 메시지에는 요청된 IP 주소에 해당하는 MAC 주소 정보가 포함된다.
송신 노드는 수신한 ARP 응답을 기반으로 자신의 ARP 캐시를 업데이트하고, 해당 MAC 주소를 사용하여 데이터를 전송한다.

Output-Module
- IP Packet이 들어오면 Cache table을 먼저 찾아봄
  - case1 : R로 기입되어 있으면 Cache에서 찾은 mac주소와 IP packet을 data link layer로 전송
  - case2 : 없으면 Cache에 P로 적어놓고, queue를 만들어 packet을 queue에 넣어 놓고, ARP request를 보냄
  - case3 : 있긴 있는데 P로 적혀져 있는 경우 이미 Packet에 의해 output 모듈이 일하고 있는 것이기 때문에 queue에 가서 대기
Input-Module
- ARP Packet이 들어오면 동작
  - case 1 : Table 탐색 후 State가 P 일 때, 해결 안된 상태인데 정보가 들어온 상황이므로, P를 R로 바꾸고. queue에서 대기하고 있는 패킷들을 꺼냄
  - case 2 : R일 때, 지금 들어온 Input을 가지고 최신 정보로 업데이트
  - case 3 : 아예 존재 안할 때, cache에 저장해놓음
ARP 캐시(ARP Cache):
- 각 노드는 ARP 캐시라는 메모리 공간을 유지하며, 여기에 IP 주소와 MAC 주소의 매핑 정보를 저장한다.
- ARP 캐시는 일정 시간 동안 유지되며, 시간이 지나면 해당 항목은 캐시에서 제거된다(일반적으로 몇 분 정도).
- ARP 캐시를 사용하여 최근에 통신한 노드의 MAC 주소를 신속하게 확인할 수 있어 불필요한 ARP 요청을 줄일 수 있다.

ARP는 보안 측면에서 취약점을 가지고 있다.
- ARP 스푸핑(ARP Spoofing) : 공격은 공격자가 위조된 ARP 응답을 전송하여 트래픽을 가로채는 공격 기법이다.
이를 방지하기 위해 스태틱 ARP 항목 설정, ARP 검사(DAI, Dynamic ARP Inspection) 등의 보안 메커니즘을 사용할 수 있다.

Computer-Network 8. ARP(Address Resolution Protocol)