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 LANにおけるIPの通信では、3種類のアドレスが使われます。

 一つはLANに属するそれぞれの機器の物理アドレスです。イーサネットでは機器がそれぞれMAC(メディアアクセス制御)アドレスと呼ばれる物理アドレスを持ちます。二つ目がIPデータグラムに記されたIPアドレス。三つ目はユーザーが通信相手の指定に使うホスト名です。

 通常のIP通信では、ユーザーはホスト名を指定することで相手と通信します。ただし、これが可能なのは、ホスト名からIPアドレスを調べるしくみと、IPアドレスからMACアドレスを調べるしくみが働いているからです。一般に、前者を名前解決、後者をアドレス解決と呼びます。

IPアドレスからMACアドレスを調べるARP

 まずはアドレス解決から説明しましょう。

 IPデータグラムには送り先を示すあて先IPアドレスと送信元のIPアドレスが付いています。しかし、LANを使ってIPデータグラムを相手マシンに送るには、あて先IPアドレスから相手の装置に割り当てられたMACアドレスを調べる必要があります。IPアドレスからMACアドレスを知るために用意されているのが、ARP(アープ:address resolution protocol)です。

 ARPの手順は次のようなものです。まず送信元のコンピュータは、あて先IPアドレスを含んだパケット(MACフレーム)をLANに所属するすべてのコンピュータにブロードキャストします。あて先IPアドレスを持つコンピュータはこのパケットを受け取ったら、送信元のコンピュータへ自分のMACアドレスを知らせるパケットを送り返します(pict.1)。

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 図では名前と席番号の対応関係を知るために,女の子が全員に聞こえるように,山田くんの席番号を尋ねています。これと同様にARPであて先コンピュータのMACアドレスを調べるときはまず,あて先IPアドレスをまずブロードキャストでLANに所属するすべての機器へ問い合わせるARP要求パケットを送ります。
 問い合わせ対象のIPアドレスを持つコンピュータは,自分のIPアドレスとMACアドレスを記したARP応答パケットを返答してきます。これでIPアドレスとMACアドレスの対応関係がわかるので通信を始めることができます。
 また,2 度目以降の通信では,ARPの過程を省略するために,IPアドレスとMACアドレスの対応関係は一定期間保持されます。これをARPキャッシュと呼びます。