ARPとは？RARPとの違いをわかりやすく解説

2022年06月07日ともやより更新

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ご存じのように、OSI参照モデルでは、ネットワークの機能が7つの階層に分割され、それぞれの階層で異なる通信機能が実行されています。また、プロトコルはパッケトを送信する際に、まずIPアドレス（第3層）とMACアドレス（第2層）のヘッダーをカプセル化しますが、プロトコルは宛先ノードのIPアドレスしか知らず、MACアドレスは知りません。したがって、MACアドレスを取得するために、「ARP」を使用しなければなりません。この記事では、「ARP」について詳しく説明します。

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ARPとは

ARPは「アープ」と読み、「Address Resolution Protocol」の略語で、イーサネットのIPアドレスからMACアドレスを取得するためのアドレス解決プロトコルです。例えば、コンピューターがフレームを送信する際に、宛先のIPアドレスを基にして、宛先のMACアドレスを求めるために使われています。したがって、ARPはイーサネットでIPパッケトを転送する時に不可欠な重要なプロトコルです。

MACアドレスとIPアドレスの役割

周知のように、インターネットの上で通信を実行させるためには、MACアドレスとIPアドレスが必要です。

MACアドレス

MACアドレスは「Media Access Control address」の略語で、ネットワークに接続するすべての機器に割り当てられる固有の識別番号です。イーサネットや無線LANなどに接続するノードを識別するため利用されています。

上記のように、MACアドレスは48ビット（6バイト）で構成され、0～9とA～Fの16文字で表されます。前半の6桁はベンダーコードでメーカやブランドが判断できます。後半の6桁は所属ネットワーク機器の型番や詳細が分かります。この番号は世界中で唯一の番号となります。

IPアドレス

IPアドレスは「Internet Protocol Address」の略語で、インターネットプロトコル（IP）における通信相手先を識別するための番号です。

上記のように、IPアドレスは3桁区切り・12桁の数字で表わされ、32ビットの二進数で構成されます。グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスの2種類に分けられ、MACアドレスと同様にIPアドレスも世界中で唯一の番号となります。関連記事：「MACアドレスの役割・更新方法、IPアドレスとの違いは？」

役割

上記のように、IPアドレスはPCの位置を識別するためのインターネットの情報で、最終目的地の宛先を示しています。それに対して、MACアドレスは隣接のインターネット機器の間を通信するための重要な情報で、その次の宛先を示しています。したがって、インターネット上で通信を行うには宛先IPアドレスに対応するMACアドレスを求めるために、「ARP」が必要です。

ARPの仕組み

ARPの仕組みは複雑ではありません。「ARPリクエスト」と「ARPリプライ」の2ステップをして、IPアドレスからMACアドレスを取得できます。

ARPリクエスト

まず、ARPリクエストをする機器は宛先のMACアドレスの情報を取得するためには、ネットワーク上で「192.168.10.5のMACアドレスを教えてください」と問い合わせを行います。

上記のように、その際、ARPリプライのパッケトはブロードキャストで、ネットワーク全体の端末機器へ送信されます。ARPリクエスト際のARPパッケトは以下のように設定されています。

宛先IPアドレス：PC3のIPアドレス	宛先MACアドレス：未設定（00ｰ00ｰ00ｰ00ｰ00ｰ00）
送信元IPアドレス：PC1のIPアドレス	送信元MACアドレス：PC1のMACアドレス

ARPリプライ

ARPリプライとはARPリクエストへの応答です。ARPで要求されたIPアドレスが自身のIPアドレスとは違う場合は応答せず無視しますが、自身のIPアドレスと一致した場合は、MACアドレスを送信するために送信先に応答を返信します。

上記では、PC3はPC1に対して、ARPリプライのパケットを送信しています。ARPリプライ際のARPパッケトは以下のように設定されています。

宛先IPアドレス：PC3のIPアドレス	宛先MACアドレス：PC1のMACアドレス
送信元IPアドレス：PC3のIPアドレス	送信元MACアドレス：PC3のMACアドレス

ARPテーブル（対応表）

ARPによって、「ARPリクエスト」「ARPリプライ」のやり取りをして、得られた情報が自動的にARPテーブルと呼ばれるIPアドレスとMACアドレスの対応表に記録されています。 ARPテーブルによって、再び同じ送信先に送る際にはARP機能が必要なく、次回からより早く通信が実現でき、効率を上げられます。ただし、ARPテーブル（対応表）は永遠に保存するわけにはいかないため、一時経つと削除するようになります。

RARPとは

RARPは「ラープ」と読み、「Reverse Address Resolution Protocol」の略語で、ARPとは逆の動作でイーサネットのMACアドレスからIPアドレスを取得するためのプロトコルです。主にディスクレスパソコンのような機器に使用されています。例えば、ディスクレスパソコンのような機器にはIPアドレスなどのデータを保存するハードがないため、ネットワークに参加する段階では、自分のMACアドレスしかわかりません。自分のIPアドレスを知りたいために、「RARP」が必要です。