Detecção de endereços IP duplicados pelo Microsoft TCP/IP

O protocolo TCP/IP pode falhar ao iniciar se outro sistema usando o mesmo endereço IP for detectado na rede. Todos os protocolos TCP/IP no momento de remessa (de 20/9/94) podem detectar endereços IP duplicados na maioria dos casos. As informações a seguir detalha como isso acontece e como reconhecer endereços duplicados em um rastreamento de rede.

Cada computador que executa TCP/IP usa um cache que contém mapeamentos entre os endereços IP e acesso à mídia (MAC) do controle ou endereços de adaptador de rede na rede. O cache é mantido pelo protocolo de resolução de endereço (ARP) e é dinâmico. Quando uma tentativa de conexão é feita de um computador para outro, o computador chamado examina seu cache do ARP para entrada de endereço IP/MAC do computador de destino e, em seguida, cria um quadro de saída direcionado para o endereço MAC do computador de destino.

Se o endereço IP do computador de destino não estiver no cache, o sistema chamado difunde uma estrutura ARP para a rede. O quadro de ARP contém o endereço IP do computador de destino e solicita seu endereço MAC. Se o computador de destino existe no sub-net local uma resposta ARP será retornada para o computador chamado, que atualiza seu cache. O cache deve conter mapeamentos corretos para comunicações de função.

Na inicialização do sistema, quando o protocolo IP é inicializado, ele envia uma solicitação de ARP contendo seu próprio endereço MAC e IP para que outros computadores possam atualizar seu ARP armazena em cache. Se já houver um computador usando o endereço IP, o computador "antigo" responderá com uma resposta ARP contendo seu endereço MAC e IP, indicando um conflito. Infelizmente, muitos outros computadores podem já atualizou seus caches ARP com o novo mapeamento. Nesse ponto, o computador "mais jovem" que está inicializando precisa fazer duas coisas:

1. Repare o cache do ARP em todos os computadores afetados.
2. Cessação usando o endereço duplicado.

Computadores que executam o Microsoft TCP/IP irão enviar uma nova transmissão ARP para re-mapa o cache do ARP em todos os computadores afetados. Este novo ARP irá conter o endereço MAC e o endereço IP do proprietário do endereço IP mais antigo. Depois de enviar esta ARP, o protocolo IP em máquina mais jovem irá relatar o problema para o usuário e a pilha será encerrado. A pilha não deve ser reiniciada até que um endereço exclusivo seja obtido. Observe que o computador pode ainda funcionar neste ponto se outro protocolo, como NetBEUI é carregado.

Abaixo está um rastreamento de rede que ilustra esse comportamento. Ele foi capturado em uma rede token ring.

Rastreamento de rede ilustrando a manipulação de endereços IP duplicados

1. Durante a inicialização do protocolo IP, um pacote de ARP é enviado pelo computador mais jovem:

   Frame  Time    Src MAC Addr  Dst MAC Addr   Protocol  Description
   1      1.166   4000DDDD1111  BROADCAST      ARP_RARP  ARP: Request,
                                                         Target IP:
   11.1.9.221
   
   + FRAME: Base frame properties
     TOKENRING: Length =  50, Priority Normal (No token) LLC Frame
       + TOKENRING: Access control = 24 (0x18) Repeated, Frame, Priority:
         Normal (No token)
       + TOKENRING: Frame control = 64 (0x40), LLC Frame
       + TOKENRING: Destination address : FFFFFFFFFFFF
       + TOKENRING: Source address      : 4000DDDD1111
         TOKENRING: Frame length : 50 (0x0032)
         TOKENRING: Tokenring data: Number of data bytes remaining = 36
                    (0x0024)
   + LLC: UI DSAP=0xAA SSAP=0xAA C
   + SNAP: ETYPE = 0x0806
     ARP_RARP: ARP: Request, Target IP: 11.1.9.221
         ARP_RARP: Hardware Address Space = 6 (0x6)
         ARP_RARP: Protocol Address Space = 2048 (0x800)
         ARP_RARP: Hardware Address Length = 6 (0x6)
         ARP_RARP: Protocol Address Length = 4 (0x4)
         ARP_RARP: Opcode = 1 (0x1)
         ARP_RARP: Sender's Hardware Address = 4000DDDD1111
         ARP_RARP: Sender's Protocol Address = 11.1.9.221
         ARP_RARP: Target's Hardware Address = FFFFFFFFFFFF
         ARP_RARP: Target's Protocol Address = 11.1.9.221

2. O computador mais antigo já usando esse endereço responde diretamente para o computador mais jovem com uma resposta ARP:

   Frame  Time    Src MAC Addr  Dst MAC Addr   Protocol  Description
   2      1.166   APRICT093738  4000DDDD1111   ARP_RARP  ARP: Reply, Target
                                                         IP: 11.1.9.221
   Target
                                                         Hdwr Addr:
                                                         4000DDDD000
   
   + FRAME: Base frame properties
     TOKENRING: Length =  50, Priority Normal (No token) LLC Frame
       + TOKENRING: Access control = 16 (0x10) Original, Frame, Priority:
         Normal (No token)
       + TOKENRING: Frame control = 64 (0x40), LLC Frame
       + TOKENRING: Destination address : 4000DDDD1111
       + TOKENRING: Source address      : 0000C9093951
         TOKENRING: Frame length : 50 (0x0032)
         TOKENRING: Tokenring data: Number of data bytes remaining = 36
                    (0x0024)
   + LLC: UI DSAP=0xAA SSAP=0xAA C
   + SNAP: ETYPE = 0x0806
     ARP_RARP: ARP: Reply, Target IP: 11.1.9.221 Target Hdwr Addr:
                    4000DDDD1111
         ARP_RARP: Hardware Address Space = 6 (0x6)
         ARP_RARP: Protocol Address Space = 2048 (0x800)
         ARP_RARP: Hardware Address Length = 6 (0x6)
         ARP_RARP: Protocol Address Length = 4 (0x4)
         ARP_RARP: Opcode = 2 (0x2)
         ARP_RARP: Sender's Hardware Address = 0000C9093951
         ARP_RARP: Sender's Protocol Address = 11.1.9.221
         ARP_RARP: Target's Hardware Address = 4000DDDD1111
         ARP_RARP: Target's Protocol Address = 11.1.9.221

3. O computador mais jovem percebe o erro e transmite um ARP corretiva para mapear todos os que caches ARP novamente para o endereço MAC do computador antigo:
   

   Frame  Time    Src MAC Addr   Dst MAC Addr  Protocol  Description
   3      1.168   4000DDDD1111   BROADCAST     ARP_RARP  ARP: Request,
                                                         Target IP:
   11.1.9.221
   
   + FRAME: Base frame properties
     TOKENRING: Length =  50, Priority Normal (No token) LLC Frame
       + TOKENRING: Access control = 24 (0x18) Repeated, Frame, Priority:
                    Normal (No token)
       + TOKENRING: Frame control = 64 (0x40), LLC Frame
       + TOKENRING: Destination address : FFFFFFFFFFFF
       + TOKENRING: Source address      : 4000DDDD1111
         TOKENRING: Frame length : 50 (0x0032)
         TOKENRING: Tokenring data: Number of data bytes remaining = 36
                    (0x0024)
   + LLC: UI DSAP=0xAA SSAP=0xAA C
   + SNAP: ETYPE = 0x0806
     ARP_RARP: ARP: Request, Target IP: 11.1.9.221
         ARP_RARP: Hardware Address Space = 6 (0x6)
         ARP_RARP: Protocol Address Space = 2048 (0x800)
         ARP_RARP: Hardware Address Length = 6 (0x6)
         ARP_RARP: Protocol Address Length = 4 (0x4)
         ARP_RARP: Opcode = 1 (0x1)
         ARP_RARP: Sender's Hardware Address = 0000C9093951    <----|
         ARP_RARP: Sender's Protocol Address = 11.1.9.221      <----|
         ARP_RARP: Target's Hardware Address = FFFFFFFFFFFF         |
         ARP_RARP: Target's Protocol Address = 11.1.9.221           |
                                                                    |
                                                                    |

   Aqui o endereço IP obtém mapeado ao endereço MAC do computador mais antigo.

Windows NT versão 4.0 Service Pack 3

Microsoft alterado da maneira que um computador Windows NT TCPIP reage para um endereço IP duplicado com o Service Pack 3. Essa alteração não foi feita em qualquer um das pilhas de TCPIP. O novo método de resolução de endereços IP duplicados é o seguinte:

1. A máquina "nova" transmite uma solicitação ARP com seu próprio endereço de andIP do endereço MAC.
2. O computador "antigo" enviará uma resposta ARP diretamente ao computador de "mais recente", indicando um conflito.
3. O computador "mais recente" não irá inicializar sua pilha TCP/IP.
4. O computador "antigo" enviará uma difusão ARP com seu próprio endereço MAC e endereço IP para garantir que outros computadores têm uma entrada de cache ARP correta para o endereço IP que estava em conflito.