ARPとは？仕組みなどをわかりやすく解説

ARPの仕組み

ARPは、IPアドレスとMACアドレスの対応関係を解決するために、以下のステップで動作する。

1. ARPリクエストのブロードキャスト

 送信元デバイスは、通信したい相手のIPアドレスを知っているが、MACアドレスを知らない場合、ARPリクエストパケットをブロードキャストする。このパケットには、送信元デバイスのIPアドレスとMACアドレス、そして通信相手のIPアドレスが含まれる。ネットワーク上の全てのデバイスがこのARPリクエストを受信する。

2. ARPリプライの送信

 ARPリクエストを受信した各デバイスは、パケット内のIPアドレスを自身のIPアドレスと比較する。もし一致すれば、そのデバイスは自身のMACアドレスをARPリプライパケットに格納し、送信元デバイスに直接（ユニキャスト）で送信する。一致しないデバイスはARPリクエストを破棄する。

3. ARPテーブルへの登録と更新

ARPリプライを受信した送信元デバイスは、通信相手のIPアドレスとMACアドレスのペアをARPテーブルに登録する。ARPテーブルは、IPアドレスとMACアドレスの対応表であり、次回同じ宛先に通信する際にARPリクエストを送信する必要をなくし、通信効率を向上させる。ARPテーブルのエントリは一定時間後に期限切れとなり、ARPテーブルは動的に更新される。

ARPは、このようにしてIPアドレスからMACアドレスを取得し、ネットワーク上でのデータ通信を可能にする。この仕組みはシンプルだが、ネットワークの基礎を支える重要な役割を果たしている。

ARPの用途

ARPは、IPアドレスとMACアドレスの対応関係を解決するプロトコルであり、以下の用途で利用される。

1. IPパケットの送信

 ネットワーク上でのデータ通信は、IPアドレスを宛先として行われる。しかし、物理的なネットワーク層では、MACアドレスを宛先としてデータを送信する必要がある。ARPは、IPアドレスに対応するMACアドレスを特定することで、IPパケットを正しい宛先に送信することを可能にする。

2. ネットワークの構築と管理

 ARPは、ネットワークデバイスの検出やネットワークトポロジの把握にも利用される。ARPリクエストをブロードキャストすることで、ネットワーク上に存在するデバイスを検出し、そのIPアドレスとMACアドレスの対応関係を把握することができる。

3. ルーティング

 ルーターは、異なるネットワーク間でパケットを転送する役割を担う。ルーターは、ARPを使用して、次のホップのMACアドレスを特定し、パケットを正しい方向に転送する。

4. セキュリティ

ARPは、セキュリティ対策にも利用される。ARPスプーフィングと呼ばれる攻撃では、攻撃者が偽のARPリプライを送信することで、通信を傍受したり、改ざんしたりする。ARPテーブルの静的登録やARPセキュリティソフトウェアの利用など、ARPの仕組みを理解することで、このような攻撃を防ぐことができる。

ARPは、ネットワーク通信の基礎を支える重要なプロトコルであり、その用途は多岐にわたる。ARPの仕組みを理解することで、ネットワークの動作原理を深く理解し、より安全かつ効率的なネットワーク運用が可能になる。

ARPテーブルの表示や操作には、以下のコマンドが役立つ。

• arp -a: 現在のARPテーブルの内容を全て表示する。 例：arp -a -> IPアドレス、MACアドレス、インターフェースなどが一覧で確認できる。
• arp -d <IPアドレス>: 指定したIPアドレスに対応するARPエントリを削除する。 例：arp -d 192.168.1.100 -> IPアドレス「192.168.1.100」のエントリを削除する。
• arp -s <IPアドレス> <MACアドレス>: 指定したIPアドレスとMACアドレスの対応関係をARPテーブルに静的に追加する。 例：arp -s 192.168.1.100 aa-bb-cc-dd-ee-ff -> IPアドレス「192.168.1.100」とMACアドレス「aa-bb-cc-dd-ee-ff」を紐づける。

これらのコマンドは、ネットワークのトラブルシューティングや設定変更に活用できる。ARPテーブルを確認することで、通信の問題の原因を特定したり、IPアドレスとMACアドレスの対応関係を管理したりできる。