ARPとは何ですか？ アドレス解決プロトコル（ARP）は、インターネット層アドレス（IPv4アドレスなどのレイヤー3アドレス）に関連付けられたデータリンク層アドレス（メディアアクセス制御（MAC）アドレスなどのレイヤー2アドレス）を検出するために使用される通信プロトコルです. ARPは、1982年にRFC826によって定義されました. ARPは、あるデバイスが別のデバイスに要求を送信して情報を要求し、他のデバイスが必要な情報で応答する要求/応答または要求-応答プロトコルです.メッセージ交換パターンです. ARPパケットはリンク層によってカプセル化され、特定のネットワークでのみ配信されます.その結果、ARPはリンク層プロトコルであると言われています.
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パケット構造 アドレス解決プロトコルは、1つのアドレス解決要求または応答を含む単純なメッセージ形式を使用します. ARPメッセージのサイズは、リンク層とネットワーク層のアドレスサイズによって異なります.メッセージヘッダーは、各レイヤーで使用されているネットワークのタイプと、各レイヤーのアドレスのサイズを指定します.メッセージヘッダーには、要求と応答の操作コードが含まれています.パケットのペイロードは、送信側ホストと受信側ホストのハードウェアアドレスとプロトコルアドレスの4つのアドレスで構成されます. ARPパケットの主なパケット構造を次の表に示します.これは、イーサネットで実行されているIPv4ネットワークの場合を示しています.このシナリオでは、パケットには、送信側ハードウェアアドレス（SHA）とターゲットハードウェアアドレス（THA）用の48ビットフィールドと、対応する送信側およびターゲットプロトコルアドレス（SPAとTPA）用の32ビットフィールドがあります.この場合のARPパケットサイズは28バイトです.
ハードウェアタイプ（HTYPE） このフィールドは、ネットワークリンクプロトコルタイプを指定します.例：イーサネットは1です. プロトコルタイプ（PTYPE） このフィールドは、ARP要求の対象となるインターネットワークプロトコルを指定します. IPv4の場合、これの値は0x0800です.許可されるPTYPE値は、EtherTypeの番号スペースと番号スペースを共有します. ハードウェアの長さ（HLEN） ハードウェアアドレスの長さ（オクテット単位）.イーサネットアドレスの長さは6です. プロトコルの長さ（PLEN） インターネットワークアドレスの長さ（オクテット単位）.インターネットワークプロトコルはPTYPEで指定されます.例：IPv4アドレスの長さは4です. 手術 送信者が実行している操作を指定します.1は要求用、2は応答用です. 送信者ハードウェアアドレス（SHA） 送信者のメディアアドレス. ARP要求では、このフィールドは、要求を送信するホストのアドレスを示すために使用されます. ARP応答では、このフィールドは、要求が探していたホストのアドレスを示すために使用されます. 送信者プロトコルアドレス（SPA） 送信者のインターネットワークアドレス. ターゲットハードウェアアドレス（THA） 目的の受信者のメディアアドレス. ARP要求では、このフィールドは無視されます. ARP応答では、このフィールドは、ARP要求を発信したホストのアドレスを示すために使用されます. ターゲットプロトコルアドレス（TPA） 目的の受信者のインターネットワークアドレス. ARPプロトコルパラメータ値は標準化されており、Internet Assigned Numbers Authority（IANA）によって維持されています. ARPのEtherTypeは0x0806です.これは、ペイロードがARPパケットであり、このカプセル化されたARPパケット内に表示されるPTYPEと混同しないようにイーサネットフレームヘッダーに表示されます. ARPはどのように機能しますか？ 新しいコンピュータがLANに参加すると、識別と通信に使用する一意のIPアドレスが割り当てられます.特定のLAN上のホストマシン宛ての着信パケットがゲートウェイに到着すると、ゲートウェイはARPプログラムにIPアドレスと一致するMACアドレスを見つけるように要求します. ARPキャッシュと呼ばれるテーブルは、各IPアドレスとそれに対応するMACアドレスの記録を保持します. IPv4イーサネットネットワークのすべてのオペレーティングシステムは、ARPキャッシュを保持します.ホストがLAN内の別のホストにパケットを送信するためにMACアドレスを要求するたびに、ホストはARPキャッシュをチェックして、IPからMACアドレスへの変換がすでに存在するかどうかを確認します.その場合、新しいARP要求は不要です.変換がまだ存在しない場合は、ネットワークアドレスの要求が送信され、ARPが実行されます. ARPは、LAN上のすべてのマシンに要求パケットをブロードキャストし、その特定のIPアドレスを使用しているマシンがあるかどうかを尋ねます.マシンがIPアドレスを自身のものとして認識すると、応答を送信して、ARPが将来の参照のためにキャッシュを更新し、通信を続行できるようにします. 自分のIPアドレスを知らないホストマシンは、検出にReverse ARP（RARP）プロトコルを使用できます. ARPキャッシュサイズは制限されており、スペースを解放するためにすべてのエントリが定期的にクリーンアップされます.アドレスは、ほんの数分間キャッシュにとどまる傾向があります.頻繁に更新することで、ネットワーク内の他のデバイスは、物理ホストが要求されたIPアドレスをいつ変更したかを確認できます.クリーニングプロセスでは、現在電源がオンになっていないコンピューターとの通信に失敗すると、未使用のエントリが削除されます.
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