ARPとは

ARPとは

ARP（Address Resolution Protocol：アドレス解決プロトコル）とは、IPアドレス（IPv4）からOSI参照モデルのデータリンク層で使用するMACアドレスを取得するためのプロトコルです。

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インターネット上で通信を行うためには、IPアドレスとMACアドレスが必要です。

上記のイメージ例の通り、IPアドレスは最終地点の宛先を指定していますが、MACアドレスは次の宛先を指定しています。

IPアドレスは、コンピュータの位置を特定するためのインターネット上の住所、それに対してMACアドレスは、隣接するコンピュータ間の通信を可能とするために必要な情報です。そのため、インターネット上で通信を行うためには、IPアドレスとMACアドレスが必要なのです。

そして、ARPは送信先のIPアドレスは分かるが、MACアドレスが分からないという時に使用されるプロトコルです。

ARPはIPv4の時に使用されるプロトコルです。IPv6を使用したIPアドレスの場合は、ICMPv6の近隣探索プロトコル（NDP）によりARPの機能が提供されています。

ARPの流れ

ARP（Address Resolution Protocol）の仕組みは非常にシンプルです。「ARPリクエスト」と「ARPリプライ」と呼ばれる2種類のパケットを使用して、IPアドレスからMACアドレスを取得します。

ARPリクエスト

上記例で「PC1」は「PC3」にデータを送信しようとしています。しかし「PC3」のIPアドレスは分かるが、MACアドレスが分かっていません。そこで「PC1」は「ARPリクエスト」を送信します。

ARPリクエストとは「このIPアドレスが割り振られているコンピュータのMACアドレスを教えて」という内容のパケットです。

ARPリクエストは、ブロードキャストであり同じセグメント内の全コンピュータに送信されます。

ARPリクエスト時のARPパケットは以下のように設定されます。送信先のMACアドレスを取得したいので、送信先MACアドレスは未設定とします。

ARPリプライ

ARPリプライとは、ARPリクエストに対する応答です。上記例では「PC3」が「PC1」に対してARPリプライのパケットを送信しています。

ARPリクエストを受信した各コンピュータは、格納された送信先IPアドレスが自身のIPアドレスと同一であるかを確認し一致している場合、自身のMACアドレスを格納したARPリプライを送信元に返信します。

ARPリプライ時のARPパケットは以下のように設定されます。

ARPキャッシュ

一度「ARPリクエスト」と「ARPリプライ」のやり取りが行われた場合、一定時間の間、ARPテーブルにARPキャッシュとして保持されます。

ARPキャッシュとして保持する理由は、効率を上げることです。ARPキャッシュにIPアドレスとMACアドレスの対応表を保持することで、次回からはARPキャッシュを利用してMACアドレスを求めることができます。

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ARPパケット

ARPパケットの内容は次の通りです。