ARP

IPアドレスだけでは通信はできない

インターネット上では、すべてのマシンが一つ以上のIPアドレスを持っているが、それだけではパケットを送信する上で十分ではない。

NICはIPアドレスを知らない

イーサネット・カードのようなデータ・リンク層のNIC(Network Interface Card:ネットワーク・インタフェース・カード)には、インターネット・アドレスはわからない。

NICは48ビットのイーサネット・アドレスをもとにフレームを送受信し、32ビットのIPアドレスについては一切感知しない。

IPアドレスからイーサネット・アドレスを探す

宛先のIPアドレスを取得する

ホスト2のIPアドレスを調べることである。
...
DNSはホスト2のIPアドレス(192.32.65.5)を返答すると仮定する

IPアドレスの大体の範囲を知る

格納したパケットを作り、送信するためにIPソフトウェアに渡す。IPソフトウェアはアドレスを見て、CSネットワーク上に宛先が存在することを確認する。

IPアドレスの具体的な位置を知る

ただし、フレームを送信するためには、さらに宛先のイーサネット・アドレスを何らかの方法で知る必要がある。

ブロードキャストで返答が返ってきたものが宛先のイーサネットアドレス

ホスト１がイーサネット上でブロードキャスト・パケットを送信し、192.31.65.5のIPアドレスを持っているのが誰かを訪ねることである。これにより、イーサネットCS上のすべてのマシンがこのブロードキャスト・パケットを受け取り、IPアドレスを調べることになる。その結果、ホスト２だけが自身のイーサネットアドレスE2を持つホストであることを知る。このプロトコルをARP(Address Resolution Protocol: アドレス解決プロトコル)

ARPの利点

システムの管理者が行われなくてはならないことは、各マシンのiPアドレスの割り付けと,サブネット・マスクの決定だけである。残りはすべてARPが自動的にやってくれる。

ARPがキャッシュしてブロードキャストを省略する

ARP実行したら記憶しておく

マシンがARPを行った時に、すぐに同じマシンともう一度通信する可能性を考えて、その情報をキャッシュしておく方法がある。次に送信を行う時には、自身のキャッシュの中にアドレスの対応づけの情報があるため、２度目のブロードキャストを省略することができる。

送信元がARPの対象に自分のIPアドレスとイーサネット・アドレスを送る

ホスト２が返答メッセージを送信する際にも、送信元のイーサネット・アドレスを知るために、ARPを実行することになる。このブロードキャストを避けるためには、ホスト１がARPを実行する際に、ARPのパケットの中に自身のIPアドレスとイーサネット・アドレスの対応付けを記録しておけば良い。ARPのブロードキャストがホスト２に到着すると、ホスト2は(192.31.65.7,E1)の組をARPにキャッシュに記録する。

感想

ARPを送る側も自分のイーサネットアドレスを送って作業の効率化を行なっている。