ARPとは

ARPがどのタイミングで使われ、何の目的で使われるのかを具体的に知りたい

ARP（Address Resolution Protocol）は、IPアドレスからネットワーク上のMACアドレスを求めるためのプロトコル。「アープ」と呼ばれる。

　イーサネット上の機器間の物理的な通信では、IPアドレスではなく、機器固有のMACアドレスという物理アドレスが使われる。そこでIPアドレスから宛先のMACアドレスを調べる処理が必要になる。

どのような振る舞いをするか

・データの送信側のコンピューターは宛先IPアドレスのMACアドレスを問い合わせるARPリクエストを、セグメントのコンピューターにブロードキャストする。
・このリクエストに対して、指定されたIPアドレスを持っているコンピューターはMACアドレスを送信側に通知する(ARPリプライ)。
・これにより送信元はMACアドレスを入手し、イーサネット上で通信が可能になる。

　この手順を都度行っているとネットワークがARPの通信で占拠されてしまう。そこで各マシンがそれぞれIPアドレスとMACアドレスの対応を記録したARPテーブルを持ち、それを参照して送信する。またMACアドレスは変わらないが、IPアドレスはしばしば変更されることがあるため、ARPテーブルは一定時間が経つとクリアされ、できるだけ最新の状態を保つ工夫がされている。

データリンク層ではMACアドレスを使って通信されるのか。
各マシンがARPテーブルを持っているらしい。どんな機械が持っているのだろうか？

使われる場面

イーサネットのハードネット同士は、MACアドレスにより通信相手を指定しますが、TCP/IPの通信では相手の指定にIPアドレスを使います。つまり、この両者を対応づける仕組みが必要です。IPパケットを相手に届けるため、コンピューターはIPアドレスの中のネットワークアドレスを見て、その転送先を決定します。このとき、転送先のネットワークアドレスが自分のものと同じであれば、その相手は自分と同じネットワークにあり、物理的にイーサネットなどで繋がっていると判断できます。こう判断できたら、コンピューターは続いてIPアドレスからMACアドレスを導き出す動作を実行します。また、相手の別のネットワークにある場合は、そのIPパケットを次のルーターに引き渡さなければなりません。この時は、ルーターのIPアドレスからMACアドレスを得る必要があります。これらの動作にARPと呼ばれるプロトコルが使われます。ARPによりIPアドレスからMACアドレスを得た後は、コンピューターはそのMACアドレスを宛先に指定したイーサネットフレームを使って、IPパケットを相手コンピューターに送り届けます。

イーサネットフレーム内のIPアドレスを見て同じネットワークかどうかを判断。
ARPによりipアドレスに紐づいているmacアドレスを照し、目的のコンピューターへ送る

同じネットワーク内なら直接MACアドレスを使って通信すればいいかなと思うが、その場合相手のMACアドレスを知っておく必要がある。

まずは全体からどのLANなのかを調べる必要があるのかな。

動作概要

ARPにはブロードキャストが使われています。IPアドレスをMACアドレスに変換したいコンピューターは、ネットワークに対して「IPアドレス　***.***.***.***を使っているコンピューターはありませんか？」との問い合わせをブロードキャストします。これをARPリクエストといいます。ブロードキャストなので、ARPリクエストは物理的に繋がっている全コンピューターに届きます。各コンピューターはそれを自分のIPアドレスと比較して異なっていれば無視します。一方、同じIPアドレスを使っているコンピューターは、自分が使っている旨を返答します。これをARPリプライと言います。ARPリプライは、ARPリクエストを発したコンピューターに向けて直接返送します。この時、送信元アドレスに自分のMACアドレスが入るため、相手は応答したコンピューターのMACアドレスを知ることができます。

ARPリクエストを送るたびにLAN上でブロードキャストをするのか。
ARPを記憶するテーブルはどのように記憶されるのだろうか？

わざわざ対応表で調べなくても送り元のMACテーブルは記憶されていないのか？
IPアドレスを一つ噛ませなくてもよさそうだけどな。

感想

とりあえずIPパケットを送信するためにARPを使うのか。
まだまだ知らないことがたくさんある。

↓は編集前書いていたものです。

ARP（Addless Resolution Protcol)

IPアドレスとMACアドレスの関連付けを行う。

MACアドレスとは?

p44 コンピュータのNIC(Network Interface Card)に焼き付けられている物理的なアドレス。

ARPの処理の流れ

同じネットワークにいるコンピュータのものだったら、そのIPアドレスをARPに問い合わせ(ARPリクエスト)
、その応答結果（ARPリプライ）をARPテーブルと呼ばれるメモリ上のテーブルに登録し、その情報をもとにフレームを作ります。

また異なるネットワークに求めるIPアドレスだった場合は、デフォルトゲートウェイのMACアドレスをARPで問い合わせてフレームを作成する。

出典

ARPの動作概要

ARPにはブロードキャストが使われています。
IPアドレスをMACアドレスに変換したいコンピュータは、ネットワークに対して任意のIPアドレスがあるか問い合わせ行う。
その際にブロードキャストを行う。これをARPリクエストという。

その中からそのIPアドレスを持つコンピュータから返答が返ってくる。これをARPリプライという。
ARPリプライは、ARPリクエストを発したコンピュータに直接返送する。

出典

ブロードキャストとは

同一ネットワーク内の全てのホストに対して、一斉に同じデータを送信すること

出典