今回は，arp（アープ）コマンドを取り上げる。arpコマンドは，同じ名称のARP＊というプロトコルを使って，LANにつながっている機器のIPアドレスからMAC（マック）アドレス＊を調べた結果を表示するコマンドである。そして前回で紹介した，LAN内の全端末にping（ピング）パケットを送って応答を調べる方法と組み合わせて，LAN内で稼働中の全端末のIPアドレスとMACアドレスの対応表を作ることにしよう。

LAN全体に呼びかけて調べる

　実作業に入る前に，ARPというプロトコルのしくみを確認しておこう。パソコンが自分と同じLANにつながっている機器にIPパケットを送るときには，相手のMACアドレスを指定しなければならない。例えば，コマンド・プロンプト＊を開いて，

ping 192.168.0.1
のように，あて先IPアドレスを指定してping（ピング）コマンド＊を実行しても，本当は即座にIPパケットをあて先に送るわけではない。あて先IPアドレスの機器が持っているMACアドレスを調べ，そのMACアドレスをあて先にしたイーサネット・フレームにIPパケットを入れて送り出す。つまり，あて先IPアドレスに対応するMACアドレスを調べる「アドレス解決」という処理が必ず介在する。


図1 ARPのしくみ
IPパケットの送信に先立って，IPアドレスに対応するMACアドレスを調べるためにARPが実行される。
[画像のクリックで拡大表示]

　このアドレス解決処理で使われるプロトコルがARPである。例えば1台のパソコンがIPアドレスCの機器にIPパケットを送りたいとしよう（図1[拡大表示](1)）。このとき，そのパソコンはLAN内の全端末に届くブロードキャスト・パケットを送信する（(2)）。このブロードキャスト・パケットがARP要求パケットである。そこには，「IPアドレスがCの人はいますか。いたらMACアドレスを教えて下さい」という内容のメッセージが書かれている。

　このARP要求パケットを受信した機器は，自分のIPアドレスとパケット内に書かれているアドレスを比較する。そして一致したら，「それは私です。MACアドレスはXです」という内容の応答メッセージを返信する（(3)）。こちらの応答パケットは，ARP応答パケットと呼ばれる。ほかの機器は自分のIPアドレスと一致しないので，ARP要求パケットを受け取っても無視するだけである（(3)’）。

　ARP応答パケットを受け取れば，IPアドレスCに対応するMACアドレスがわかる。そしてパソコンは，そのMACアドレスあてのイーサネット・フレームにpingパケットなどを入れて送信する。

調べた結果はメモリーに残る

　ただ，IPパケットを送ろうとするたびに，アドレス解決のためのARP要求とARP応答のパケットをやりとりしていたのでは効率が悪い。そこでパソコンは，ARPのやりとりで1度調べた結果を一定時間だけ，キャッシュとしてメモリーに記録しておく（図1(4)）。このメモリーにキャッシュされた情報は，ARPキャッシュと呼ばれる。

　そして，再び同じIPアドレスの機器にIPパケットを届けるときは，ARPのやりとりを実行しないで，ARPキャッシュに記録されている情報を使う。

　ただし時間がたつと，通信相手の機器の電源が切られたり，IPアドレスが変更されたりすることがあるので，あまり古くなったARPキャッシュの情報は使わないようにしている。Windowsのデフォルトでは，2分間利用されなかったARPキャッシュの情報は自動的に削除される。このときは，再びアドレス解決のやりとりをする。