アドレス解決プロトコル（ARP）とその仕組みとは？

Updated: 12/09/2024 - 2:37

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Address Resolution Protocol (ARP)

アドレス解決プロトコル（ARP）は、常に変化するIPアドレスを固定のMedia Access Control（MAC）アドレスに接続します。ディレクトリには、IPアドレスとMACアドレスの両方の詳細なマップが格納されます。

ARPは、紛らわしく聞こえるかもしれません。計算は複雑ですが、作業は迅速に行われます。変換が行われていることにすら気づかないかもしれません。

ARPとは？

ローカルエリアネットワーク（LAN）内のすべてのデバイスは２つのアドレスを持っています。１つは変更され（IPアドレス）、もう１つは固定されています（MACアドレス）。ARPはこの２つのシステムの接続を維持します。

ARPプロセスには変換が含まれます。例えば、IPアドレスはMACアドレスよりかなり短いかもしれません。また、同じ数字が同じ順序で並んでいることもありません。

しかし、システムが一方を他方に対して解決できなければ、デバイス間でのデータフローは不可能です。迅速な変換が重要です。

インターネットワーキンググループ（Internet Working Group）は、1982年にARPを開発し、今日のコネクティビティの基盤として機能しています。

ARPの仕組み

あるデータがネットワークゲートウェイに到着すると、LAN内のマシンと接続する必要があります。ARPは、データが正しい場所に到着できるようにします。

ARPは次のような仕組みになっています：

MACアドレス：データリンク層としても知られるMACアドレスは、２つのデバイスを接続し、情報の転送を可能にします。
IPアドレス：新しいデバイスがLANに参加すると、システムはIPアドレスを割り当てます。ユーザーのプライバシーを保護するため、システムは定期的に新しいIPアドレスをランダム化して割り当てます。IPアドレスは、ルーターを介したパケット転送を容易にします。

ARPプロセスでは、次のステップが行われます。

Arrival（到着）：データはLAN上のマシンに送られ、ネットワーク内のハードウェアに到着します。
Check（チェック）：ゲートウェイマシンは、データパケットで指定されたIPアドレスと一致するMACアドレスを見つけるようARPプログラムに要求します。ARPはシンプルなメッセージ形式を使用しており、サイズは様々です。
Specification（指定）：ルックアップが完了すると、ゲートウェイマシンは情報を解放し、データは先に進みます。

ARPメッセージ形式についてもっと深く掘り下げてみましょう。一般的なリクエストには、以下のようないくつかのフィールドが含まれます。

Hardware type（ハードウェアの種類）
Protocol type（プロトコルの種類）
Hardware address length（ハードウェアアドレスの長さ）
Protocol address length（プロトコルアドレスの長さ）
Sender hardware address（送信者のハードウェアアドレス）
Sender protocol address（送信者のプロトコルアドレス）
Target hardware address（受信者のハードウェアアドレス）
Target protocol address（受信者のプロトコルアドレス）

各メッセージには大量の情報が含まれていますが、全体のサイズは非常に小さいです。

ARPバリエーションの種類

簡単なARPメッセージとプロトコルについてご説明してきましたが、各社で独自の実装方法を実験し、開発することができます。

企業では、以下に挙げるARPの２つの異なるバージョンがよく使われています。

Inverse（逆）：システムはMACアドレスで始まり、IPアドレスを要求します。
Proxy（プロキシ）：ネットワーク上のデバイスが、LAN上にないIPアドレスからのARPリクエストを処理します。

企業によってはARPの使用を避け、Neighbor Discovery Protocol（NDP：近隣探索プロトコル）を使用するところもあります。ネットワーキンググループが2007年にリリースしたInternet Protocol Version 6（IPv6）では、このNDPがサポートされています。NDPを使用する企業では、ルックアップにアクティブなプロトコルを使用するのではなく、コンピュータが既知のアドレスの一覧を維持できるようにしています。