Part3　アドレス解決がIP-LAN連携のカギ

Part2では，TCP/IPソフトがIPパケットを作り，それを最初に届ける相手を見つけるまでを説明した。Part3では，IPアドレスからMAC アドレスを手に入れる手順に話を進めよう。

　TCP/IPソフトがIPパケットを作り，それを最初に届ける相手を見つけるまでをPart2で説明した。ここまではIPネットの世界だ。次はいよいよLANの世界に足を踏み入れる。ここの主役は，MACフレームとMACアドレスだ。

　TCP/IPソフトがルーティング・テーブルから見つけたのはやはりIPアドレスだった。IPパケットをその経路に届けるには，IPパケットをMACフレームというトラックに乗せ，トラックの運転手にあて先MACアドレスを知らせなくてはならない。

まずARPテーブルを検索する

　では，あて先MACアドレスをどうやって見つけるのだろうか。

　パソコンは2段階処理であて先MACアドレスを見つける。まず最初のステップは，自分が持つIPアドレスとMACアドレスの対応表を使うこと。この対応表は「ARP（アープ）テーブル」と呼ばれ，IPアドレスとMACアドレスの対応関係がまとめられている（図1）。

図1●MACフレームを送り出す手順

IPパケットは，最終的にはMACフレームに納めて送り出すが，それまでにはいくつかの手順を踏まなければならない。最終目的の機器が同じネットワーク上になければ，送り出すべきルーターのIPアドレスを探す。それに対応するMACアドレスが自分が持つARPテーブルになければ，ARPによってそれを手に入れる必要がある。

　ARPテーブルもルーティング・テーブル同様，パソコンにコマンドを打ち込めば表示することができる（図2）。

図2●実際のARPテーブルはこうなっている

Windowsでは，実際にARPテーブルの内容を確認できる。

LAN全体にアドレスを問い合わせる

　目的のIPアドレスがこのARPテーブルの中にあれば，あて先MACアドレスは簡単に手に入る（図3）。

図3●まずARPテーブルを見てMACアドレスを確認

（a）のように，対応するMACアドレスがARPテーブルにある場合は簡単だ。そのMACアドレスに対してそのまま送ればよい。（b）のように，対応するMACアドレスがARPテーブルにない場合は，ARPによって目的のMACアドレスを獲得する。

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　ARPテーブルにないときは，次のステップに移る。直接，あて先マシンにMACアドレスを教えてもらう処理「ARP」を開始する。

　ARPでは，まず最初に送信元マシンが，「このIPアドレスを割り当てられている人は，私にあなたのMACアドレスを知らせてください」という意味のARPメッセージをMACフレームに入れてLAN上に送り出す。このメッセージは「ARP要求」と呼ばれる。

　ここでちょっと疑問が浮かぶ。このARP要求を入れたMACフレームの「あて先MACアドレス」は何にすればいいのだろう。ARP要求は，LANに接続しているすべてのIP機器に送りたい。実は，このような要求を満たすMACアドレスとして「ブロードキャスト・アドレス」がある。48ビットのMACアドレスがすべて1という特別なアドレスである。あて先MACアドレスがブロードキャスト・アドレスのMACフレームは「ブロードキャスト・フレーム」と呼ばれ，すべてのLAN機器が自分あてのフレームと判断し，中身をチェックするように決められている。

　話を戻そう。ARP要求を受け取ったLAN機器は，問い合わせのあったIPアドレスが自分のものかどうかを調べる。もし自分のIPアドレスなら，送信元に対して自分のMACアドレスを添付したARP応答を返信する。こうしてARPを送り出したパソコンは，あて先マシンのMACアドレスを入手することができるのだ。このように目的のアドレスを入手することをアドレス解決と呼ぶ。