Address Resolution Protocol

Address Resolution Protocol (アドレス解決プロトコル、略称：ARP、アープ)は、イーサネット環境で、IPアドレスから対応するMACアドレスを動的に得るためのプロトコル。

概要

TCP/IPにおいて、IPパケットを送受信するためには、下位のデータリンク層のアドレスを取得する必要があり、MACアドレスが必要な場合に ARP が用いられる。 イーサネットの場合論理的なIPアドレスを物理的なハードウェア・アドレスであるMACアドレスに変換する必要がある。

IPv6ではARPではなく、ICMPv6の「近隣探索プロトコル」を用いる。

RFC 826で定義され、その後 RFC 5227, RFC 5494 により内容のエンハンスが行われている。

対義語にあたる、MACアドレスからIPアドレスに変換するプロトコルは、RARP（Reverse address resolution protocol、リバースARP）である。

動作

1. 要求パケットに送信元の IPアドレス・MACアドレスと通信相手の IPアドレスの情報を格納したARPリクエストを、Ethernet ネットワークにブロードキャストする。
2. 要求パケットを受け取った各ノードは、自分の IPアドレスと同一であれば、自分の MACアドレスを送信元にARPリプライを返信する。

こうして、IPアドレスから MACアドレスを取得する。

ARPヘッダ

0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14～41
イーサネット宛先アドレス						イーサネット送信元アドレス						フレームタイプ		下図参照
イーサネットヘッダ														ARPの要求と応答

Internet Protocol (IPv4) イーサネット ARP パケット
octet offset	0								1
0	ハードウェアタイプ (HTYPE)
2	プロトコルタイプ (PTYPE)
4	ハードウェアサイズ (HLEN)								プロトコルサイズ (PLEN)
6	オペレーション (OPER)
8	送信元ハードウェアアドレス (SHA)
10	〃
12	〃
14	送信元プロトコルアドレス (SPA)
16	〃
18	送信先ハードウェアアドレス (THA)
20	〃
22	〃
24	送信先プロトコルアドレス (TPA)
26	〃

ハードウェアタイプ (HTYPE)

ネットワークプロトコルの種類。　例：イーサネットは「1」。

プロトコルタイプ (PTYPE)

ARPリクエスト要求が意図するインターネットプロトコル。IPv4の場合、0x0800以降の値。

ハードウェア長 (HLEN)

オクテットによるハードウェアアドレスの長さ。イーサネットアドレス（MACアドレス）のサイズは「6」。

プロトコル長 (PLEN)

上位層のプロトコル（PTYPEに指定された上位層プロトコル）が使用するオクテットによるアドレス。IPv4のアドレスサイズは「4」。

オペレーション

送信者が実行している動作：「1」は要求、「2」は返信。

送信元ハードウェアアドレス (SHA)

送信側のメディアアドレス（Media address、MACアドレス）。ARPリクエストでは、要求を送信するホストのアドレスを示す。ARP応答では、要求が探していたホストのアドレスを示す。（必ずしも、仮想メディアのように応答するホストのアドレスではない。）スイッチは、MACアドレスを学習するにが、このフィールドに注意を払っていないことに注意が必要である。ARP PDUは、イーサネットフレームにカプセル化され、データリンク層（第2層）のデバイスが調べる。

送信元プロトコルアドレス (SPA)

送信元のインターネットワークアドレス（internetwork address、IPアドレス）。

送信先ハードウェアアドレス (THA)

受信側のメディアアドレス（Media address、MACアドレス）。ARPリクエストでは、このフィールドは無視する。ARP応答では、このフィールドは、ARPリクエストを送信したホストのアドレスを示す。

送信先プロトコルアドレス (TPA)

送信先のインターネットワークアドレス（internetwork address、IPアドレス）。

ARPプロトコルのパラメータ値は Internet Assigned Numbers Authority (IANA) によって標準化され、維持されている。

ARPキャッシュ

効率を上げるため、多くの機器では一度取得したIPアドレスとMACアドレス間のマッピング情報をARPテーブルにARPキャッシュとして保持する。 BSD Unix に由来する TCP/IP スタックを実装した機器の多くは、タイムアウト値として 1200秒（20分）を採用している。 また、Ciscoの機器ではタイムアウトのデフォルト値として14400秒（4時間）を採用している。 キャッシュ情報はTCP/IPがサポートされたWindowsであればコマンドプロンプトから arp -a と入力すれば一覧が見られ、キャッシュ情報はハイフンで分割された6つの16進数で表示される。

代理ARP

他のネットワークにARP要求があった場合にルーターがホストに代わって回答する仕組みである。Proxy ARPなどと呼ばれており、NAT環境下において使用される例が多い。

関連項目

• RARP (Reverse address resolution protocol、リバースARP) - MACアドレスからIPアドレスに変換するプロトコル
• Gratuitous ARP - ARPパケットの送信元ホスト自身のIPアドレスに対するARP
• ブリッジ
• レイヤ3スイッチ
• ARPスプーフィング
• プロキシARP - ルーターなどが代理でIPアドレスを回答する仕組み

外部リンク

• RFC826 "An Ethernet Address Resolution Protocol" (日本語訳)
• RFC5227 "IPv4 Address Conflict Detection" (日本語訳)
• RFC5494 IANA Allocation Guidelines for the Address Resolution Protocol (ARP)