ARP（アドレス解決プロトコル）とコンピュータネットワーク

ARP（アドレス解決プロトコル）は、インターネットプロトコル（IP）アドレスを対応する物理ネットワークアドレスに変換します。イーサネットやWi-Fiで実行されるものを含むIPネットワークは、機能するためにARPを必要とします。

ARPの歴史と目的

ARPは、IPネットワーク用の汎用アドレス変換プロトコルとして1980年代初頭に開発されました。イーサネットとWi-Fiに加えて、ARPは、ATM、トークンリング、およびその他の物理ネットワークタイプに実装されています。

ARPを使用すると、ネットワークは、接続されている特定の物理デバイスとは関係なく接続を管理できます。これにより、インターネットプロトコルは、さまざまなハードウェアデバイスや物理ネットワークを個別に管理するよりも効率的に機能します。

ARPの仕組み

ARPは、OSIモデルのレイヤ2で動作します。プロトコルサポートは、ネットワークオペレーティングシステムのデバイスドライバーに実装されています。インターネットRFC826は、パケット形式や要求メッセージと応答メッセージの動作など、プロトコルの技術的な詳細を文書化しています

ARPは、最新のイーサネットおよびWi-Fiネットワークで次のように機能します。

• ネットワークアダプタは、メディアアクセス制御（MAC）アドレスと呼ばれるハードウェアに埋め込まれた物理アドレスを使用して作成されます。 IPはメッセージ配信にこれらの一意の識別子に依存しているため、製造元はこれらの6バイト（48ビット）アドレスが一意であることを確認します。
• デバイスが別のターゲットデバイスにデータを送信する前に、IPアドレスを指定してMACアドレスを決定する必要があります。これらのIPからMACアドレスへのマッピングは、各デバイスで維持されているARPキャッシュから取得されます。
• 指定されたIPアドレスがデバイスのキャッシュに表示されない場合、そのデバイスは、新しいマッピングを取得するまで、そのターゲットにメッセージを送信できません。これを行うために、開始デバイスは最初にローカルサブネットでARP要求ブロードキャストメッセージを送信します。指定されたIPアドレスを持つホストは、ブロードキャストに応答してARP応答を送信し、開始デバイスがキャッシュを更新してメッセージをターゲットに直接配信できるようにします。

逆ARPおよび逆ARP

専門家は、ARPを補完するために1980年代にRARP（Reverse ARP）と呼ばれる別のネットワークプロトコルを開発しました。 RARPは、ARPとは逆の機能を実行し、物理ネットワークアドレスからそれらのデバイスに割り当てられたIPアドレスに変換しました。 RARPはDHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）によって廃止され、使用されなくなりました。

Inverse ARPと呼ばれる別のプロトコルも、リバースアドレスマッピング機能をサポートしています。 Inverse ARPは、イーサネットまたはWi-Fiネットワークでは使用されませんが、他のタイプで使用される場合もあります。

Gratuitous ARP

ARPの効率を向上させるために、一部のネットワークおよびネットワークデバイスは、GratuitousARPと呼ばれる通信方法を使用します。デバイスはARP要求メッセージをローカルネットワークにブロードキャストして、他のデバイスにその存在を通知します。