Lesson2は，ARPの動作を見る。パソコン内のARPが，IPに指示されたMACアドレスをどうやって調べるかを学ぼう。
ARPの動作はたった三つ
Lesson1で見たように，ARPは，IPから「IPアドレス××のマシンのMACアドレスを調べて」と依頼されて動き出す。
この依頼を受けたARPは，三つの動作によって，MACアドレスを調べる。（1）ARP要求，（2）ARP応答，（3）ARPキャッシュへの記録――である。
技術用語が出てきたので，難しく感じるかもしれないが，難しく考えないでも大丈夫。この三つの動作を簡単に説明すると，（1）全員に呼びかけて（ARP要求），（2）応答を聞いて（ARP応答），（3）結果を記録する（ARPキャッシュへの記録）――というものだ（図2）。
 |
図2● ARPの動作は三つ 「××というIPアドレスを持っている人はいますか？」とLAN全体に呼びかけると（ARP要求），応答が返ってくる（ARP応答）。調べた結果を「ARPキャッシュ」に記録する。 [画像のクリックで拡大表示] |
それぞれの動作を，もう少し具体的に見ていこう。
ARPがIPから，「192.168.1.100というIPアドレスを持ったマシンのMACアドレスを調べて」とお願いされたとしよう。するとARPは，LANにいる全マシンに対して「1 9 2.1 6 8.1.1 0 0というアドレスを持つマシンがいたらMACアドレスを教えて！」と呼びかける。これがARP要求である。
LAN上に該当するマシンがいれば，そのマシンから応答が返って来る。「私が192.168.1.100です。私のMACアドレスは○○です」といった具合だ。これがARP応答である。192.168.1.100以外のマシンもARP要求を受け取るが，自分に対して呼びかけたものではないので無視する。そのため，ARP応答は，呼びかけに該当するマシンだけが返信する。
これで，知りたかったMACアドレスがわかる。そこでARPは，ここで調べたIPアドレスとMACアドレスの情報を「ARPキャッシュ」と呼ばれるメモリーに記録する。そこには，「192.168.1.100のIPアドレスを持つマシンのMACアドレスは○○」と記録しておくわけだ。こうしておけば，このあと同じあて先にデータを送る際に，わざわざARP要求を出さなくてもこの記録を見るだけでMACアドレスがわかる。以上がARPの動作である。
ARPキャッシュを見てみよう
ARPキャッシュの内容は，パソコンのメモリーに記録されており，私たちが見ることもできる。コマンド・プロンプトを起動して，
arp -a
と入力すればよい。すると，IPアドレスとMACアドレスがセットになって表示される（図2下の画面）。「Internet Address」の項目に表示されているのがIPアドレスで，「Physical Address」の項目に表示されたのがMACアドレスだ。これが，ARPが記録したアドレスの対応表というわけだ。
いつまでも古い情報を残さない
ただし，ARPキャッシュに記録した情報は，一定時間経つと消えるようになっている。これは，マシンに割り当てられたアドレスが，いつまでも同じとは限らないからである。例えば，パソコンのIPアドレスが変わると，MACアドレスとIPアドレスの対応は関係も変わる。
このとき，ARPキャッシュに古い情報が残っていると，通信ができなくなる。このため，ARPキャッシュの情報に保持時間を設けて，古い情報をいつまでも残さないようにしておくのである。もし情報が消えていたら，ARPが再びARP要求を出して調べ直すことになる。
