ネットワークの縁の下の力持ち、ARPプロトコル
ICTを知りたい
先生、「ARP」ってなんですか？
ICT研究家
「ARP」は「アドレス解決プロトコル」の略で、インターネットで手紙を送る時のようなものだと考えてごらん。手紙を送るには住所だけでなく、その家の表札の名前が必要だよね？
ICTを知りたい
ああ、住所だけでは誰に届けるか分からないですもんね。インターネットでも同じように、住所にあたるIPアドレスだけではダメなんですか？
ICT研究家
その通り！インターネットでデータをやり取りするにも、コンピュータの名前が必要になるんだ。そのコンピュータの名前を知るために「ARP」が使われているんだよ。
ARPとは。
「情報通信技術でよく使われる言葉に『アドレス解決プロトコル』というものがあります。これは、インターネットや会社の中のネットワークで使われている通信の決まり事で、簡単に言うと、データを送る時に、送り先の機器が持っている固有の番号（MACアドレス）を、送り先の機器が持っているインターネット上の住所（IPアドレス）から探し出すためのものです。」
ARPプロトコルとは
– ARPプロトコルとはネットワークに接続された機器同士がデータのやり取りをするためには、お互いのことを認識し、特定する必要があります。そのために、各機器には「IPアドレス」と呼ばれる固有の番号が割り当てられています。 これはいわば、手紙を送る際の宛先に相当します。
しかし、ネットワーク機器は、実際にはこのIPアドレスではなく、「MACアドレス」と呼ばれるハードウェアに直接割り当てられた識別番号を使って通信を行っています。 MACアドレスは、ネットワークカードに工場出荷時に設定されており、世界中で一意に定められています。 例えるなら、MACアドレスは宛先の番地のようなものです。
ARPプロトコルは、このIPアドレスとMACアドレスを紐づける役割を担っています。 つまり、宛先（IPアドレス）を知りたい機器に対して、その機器のMACアドレスを教えてあげる役割を果たします。
具体的には、データを送信する機器は、まずARPプロトコルを使って、送信先のIPアドレスに対応するMACアドレスをネットワーク上に問い合わせます。 この問い合わせに応答して、該当するIPアドレスを持つ機器が自分のMACアドレスを返送します。 こうして、送信元機器は送信先のMACアドレスを知ることができ、データ通信が可能になるのです。
IPアドレスとMACアドレス
インターネットなどの情報通信網では、それぞれの機器が住所のような役割を持つIPアドレスと呼ばれる番号を持っています。このIPアドレスのおかげで、世界中の様々な機器と情報をやり取りすることができます。しかし、実際にネットワーク機器同士が直接データのやり取りをする際には、IPアドレスではなくMACアドレスと呼ばれる識別番号が使われます。MACアドレスは、ネットワーク機器に割り当てられた固有の番号であり、製造段階で機器に直接組み込まれています。そのため、MACアドレスは「機器の指紋」とも呼ばれ、機器を一意に識別するために用いられます。
では、IPアドレスとMACアドレスはどのように連携しているのでしょうか。その役割を担うのがARPプロトコルです。ARPプロトコルは、IPアドレスに対応するMACアドレスを調べるための仕組みです。例えば、ある機器Aが別の機器Bにデータを送信したい場合、機器AはまずARPプロトコルを使って機器BのIPアドレスに対応するMACアドレスを調べます。そして、そのMACアドレスを使って機器Bに直接データを送信します。このように、IPアドレスとMACアドレスはARPプロトコルによって結び付けられ、ネットワーク上でのデータ通信を円滑に行っています。
| 項目 | 説明 |
|---|---|
| IPアドレス | – インターネット上の機器の住所のような役割を持つ番号 – 世界中の機器と情報をやり取りするために使用 |
| MACアドレス | – ネットワーク機器に割り当てられた固有の番号 – 機器に直接組み込まれており、「機器の指紋」とも呼ばれる – 機器を一意に識別するために使用 |
| ARPプロトコル | – IPアドレスに対応するMACアドレスを調べるための仕組み – 機器Aが機器Bにデータを送信する際、機器BのIPアドレスに対応するMACアドレスをARPプロトコルで調べる |
ARPプロトコルの仕組み
二つの機器が、同じネットワーク内で通信を行う場合、IPアドレスだけでなく、MACアドレスの情報も必要になります。IPアドレスは、ネットワーク上の機器を特定するための住所のようなものですが、実際にデータのやり取りを行うネットワークカードには、MACアドレスという固有の識別番号が割り振られています。そこで活躍するのがARPプロトコルです。
例えば、AさんがBさんにメッセージを送信したいとします。AさんはBさんのIPアドレスは知っていますが、MACアドレスは知りません。この時、Aさんはネットワーク上に「BさんのIPアドレスを持っている機器は、MACアドレスを教えてください」というARPリクエストを送信します。
このARPリクエストは、ネットワーク内の全ての機器にブロードキャストされます。そして、Bさんは、自分のIPアドレス宛てのARPリクエストだと気づくと、「自分のMACアドレスはこれです」というARPレスポンスをAさんに返します。こうしてAさんは、BさんのMACアドレスを知ることができ、直接データを送信することができるようになるのです。
このように、ARPプロトコルは、IPアドレスからMACアドレスを取得するための重要な役割を担っており、ネットワーク内の円滑な通信を実現するために欠かせないものです。
ARPプロトコルの重要性
インターネット上で情報をやり取りする際、私たちは普段、相手の事を分かりやすい名前で呼び合っています。例えば、「〇〇さん」や「△△会社」といった具合です。しかし、コンピューターの世界では、この名前の代わりに「IPアドレス」と呼ばれる数字の羅列を用いて、それぞれの機器を識別しています。
このIPアドレスと、それぞれの機器が持つ固有の識別番号である「MACアドレス」を結びつける役割を担うのが、「ARPプロトコル」です。ARPプロトコルは、まるで電話帳のように、IPアドレスに対応するMACアドレスを調べ、その情報を使って通信を繋いでいます。
もしARPプロトコルが存在しなければ、コンピューターは相手のMACアドレスを知ることができず、情報を届けたい相手を見つけられないため、インターネットを通じて情報をやり取りすることができなくなってしまいます。
このように、ARPプロトコルは、私たちが普段意識することなく利用しているインターネット通信を陰ながら支える、非常に重要な役割を担っているのです。
ARPプロトコルとセキュリティ
– ARPプロトコルとセキュリティインターネット上で情報をやり取りする際、データは最終的に電気信号に変換され、ネットワークケーブルを通じて送受信されます。この時、宛先の機器を特定するためにIPアドレスが用いられます。しかし、実際にデータを受け渡すネットワーク層では、機器を識別する手段としてMACアドレスを使用します。 ARPプロトコルは、このIPアドレスとMACアドレスの対応関係を管理する重要な役割を担っています。機器がネットワークに接続されると、自分のIPアドレスとMACアドレスを記載した情報を、ネットワーク上の他の機器にブロードキャストします。この情報を基に、各機器はARPテーブルと呼ばれる対応表を作成し、IPアドレスとMACアドレスの対応関係を記憶します。データを送信する際は、送信先のIPアドレスに対応するMACアドレスをARPテーブルで参照し、データの送信先を特定します。しかし、ARPプロトコルにはセキュリティ上の脆弱性も存在します。悪意のある第三者が、特定のIPアドレスに対して偽のMACアドレス情報を流すことで、本来の送信先とは異なる機器にデータを送信させる攻撃が可能となります。これが「ARPスプーフィング」と呼ばれる攻撃です。ARPスプーフィング攻撃により、機密情報が盗み見られたり、改ざんされたりする危険性があります。 また、攻撃者は偽の情報を流すことで、特定の機器への通信を遮断し、サービスを不能にすることも可能です。このような攻撃から身を守るためには、様々な対策を講じる必要があります。ファイアウォールや侵入検知システムなどを導入し、ARPパケットを監視することで、不審な通信を検知することが重要です。 また、ARPテーブルを固定化し、動的に更新されないように設定することで、偽の情報による書き換えを防ぐ対策も有効です。ARPプロトコルは、ネットワーク通信において必要不可欠な役割を担いますが、セキュリティ上のリスクも孕んでいます。上記のような対策を適切に実施することで、安全なネットワーク環境を構築していくことが重要となります。