連載：アニメーションで見るパケット君が住む町（3）
トラックに積む運送票から「アドレス解決」を学ぼう

綱野衛二
Roads to Node
2009/4/13

3-2 ARP君のお仕事

　荷物を運ぶためには、「最終的な届け先」の「住所」と、「次の届け先」である「ビル名」の2つの住所が必要なことは分かったと思います。

　ここで、荷物の届け先には2つのパターンがあります。つまり「市内」か「市外」か、です。この2つのパターンで、「ビル名」と「住所」の関係を考えてみると、

• 市内の場合……ビル名と住所の場所は一致する
• 市外の場合……ビル名と住所の場所は一致せず、ビル名には市外へ行くためのステーションを指定する

　これらのことが分かります。

　では、指定された「住所」がどの「ビル名」であるか、ということはどうやったら分かるのでしょうか？市外の「住所」の場合、ステーションの「ビル名」はどうやって分かるのでしょうか？

ARP君「出番ッス」

　ここでARP君の出番です。

　ARP君は3F商品受発注部に所属していますが、2F車両部のイーサ配送君とよく打ち合わせをしています。立場的には、2.5Fぐらいですかね？

ARP君「階段の踊り場に机があるみたいにいわないでほしいッス」

イーサ配送君「打ち合わせの内容は、届け先のビル名をARP君が指定するんだ」

　では、ARP君がどうやってビル名を知るのか聞いてみましょう。

ARP君「じゃん。これが僕の『住所とビル名対応・ARP君特製ノート』ッス。パケット先輩から教えてもらった届け先をこのノートで調べて、ビル名を割り出すッス」

　「住所とビル名対応・ARP君特製ノート」、ここでは「ARP君ノート」と呼びましょう。ARP君は住所に対応するビル名をこのノートにメモっているみたいですね。

　おや、このノートはずいぶんと消した後がありますね？

イーサ配送君「ビル名は中に入ってる会社が変わると変わるからね。だからARP君は常に最新の、正しい対応をノートに書いているからだよ。古いのを消して、新しいのを書いてるってこと」

　なるほど。では、どうやってこのノートに対応を書いているか聞いてみましょう。

ARP君「簡単、簡単。聞いて回るッス。『この住所にいる人、ビル名を教えて』って」

　ふむふむ。聞いて回る、と。

　ちなみに、どうやって聞いているのかというと、「教えて」っていう荷物を作って、イーサ配送君に頼んで送ってもらうみたいです。

　これは市内の全ビルあてに行われます。

　では、実際にどういう手順で、イーサ配送君にビル名を教えているか見てみましょう。

図3-5　ARP君のお仕事・前半（赤のボタンで再生・停止ができます。Flash Playerが必要です）

　まず、パケット君から教えてもらった住所に対して、ルート君が指示を出すわけですね。それで、次に行くべき場所が決まります。決まったらARP君の出番です。

　ARP君はARP君ノートを見て、ARP君ノートに住所とビル名の対応があったら、そのままビル名をイーサ配送君に教えて、運送される。

　ARP君ノートに対応がなかったら……。

図3-6　ARP君のお仕事・後半（赤のボタンで再生・停止ができます。Flash Playerが必要です）

　ARP君が送った「教えて」という内容の荷物を全ビルに送ります。送った先のビルにいるARP君は自分がその住所にいる場合、「ビル名を教える」荷物を送り返す、という仕組みですね。

　教えてもらった結果を、ARP君ノートに書き写し、イーサ配送君にビル名を教える、という流れですね。

ARP君「市内配送では、この『特製ノート』がものすごく大事ッス。もしこのノートが間違っていて、正しくないビル名をイーサ配送君に教えてしまったとしたら……」

　届きませんね、届け先に。

ARP君「そんなことがないように、常に正しく新しい対応であるように、ノートの内容は新しく書き直しているッス」

---

　イーサネットでデータ伝送を行う場合、「IPアドレス」と「MACアドレス」の2つのアドレスがPDUには記述されています。イーサネットではこのうち、「MACアドレス」で送信元とあて先を指定してデータ伝送を行います。

　先ほどの話から分かるように、「IPアドレス」は最終的なあて先、「MACアドレス」は次のあて先ですが、IPアドレスに対応するMACアドレスが分かりません。これを調べるのがARP（Address Resolution Protocol：アドレス解決プロトコル）の役割です。

　まず、各機器はARP君ノート、つまりARPテーブル（ARPキャッシュ）と呼ばれるIPアドレスとMACアドレスの対応表を持っています。例えば、Windowsならばコマンドプロンプトで「arp ?a」で表示させることができます。

図3-7　WindowsでのARPテーブル

　「Internet Address」がIPアドレス、「Physical Address」がMACアドレス、「Type」は手動入力（Static）かARPによる解決（Dynamic）かを示しています。

　MACアドレスはNICに付属するアドレスのためNICの故障や、機器にIPアドレスを付け直した場合、IPアドレスとMACアドレスの対応が変更されます。

　そのため、ARPテーブルに記述されている対応は一定時間ごとにクリアされます。

　ARPテーブルに対応が記述されていない場合、IPアドレスに対応するMACアドレスを調べる必要があります。これは「ARP要求（ARP Request）」と「ARP応答（ARP Reply）」と呼ばれるARPパケットをやりとりすることで行います。

図3-8　ARPパケット 種類……イーサネットを示す値を入れる プロトコル……IPを示す値を入れる MACアドレス長……6バイトなので、6を入れる 上位アドレス長……IPアドレスを使うので、IPアドレスの長さの4（バイト）を入れる 動作……「ARP要求」か「ARP応答」を識別する値を入れる 送信元MACアドレス……「ARP要求」か「ARP応答」を送信する機器のMACアドレス 送信元IPアドレス……「ARP要求」か「ARP応答」を送信する機器のIPアドレス あて先MACアドレス……「ARP要求」ならばまだ分からないのでゼロ。「ARP応答」ならば「ARP要求」を送ってきたMACアドレス あて先IPアドレス……「ARP要求」ならばMACアドレスとの対応を知りたいIPアドレス。「ARP応答」ならば「ARP要求」を送ってきたIPアドレス

　ARP要求は、LAN内全員あて（ブロードキャスト：Broadcast）で行われます。あて先のMACアドレスが「ff-ff-ff-ff-ff-ff」はこのブロードキャストを示します。ARP要求を受け取った機器は、ARPパケットに書かれているIPアドレスが自身のIPアドレスでないならば無視し、自身のIPアドレスならば次のことを行います。

• 送信元のMACアドレスとIPアドレスを、自身のARPテーブルに記述する
• ARP応答を送信元に返す

図3-9　ARP要求とARP応答

　これにより、ARPテーブルが更新され、あて先のIPアドレスとMACアドレスの対応が分かり、フレームを送信することが可能になります。

ビントサーフ市の交通事情
	3-1 イーサ配送君の運送票
	3-2 ARP君のお仕事
	3-3 市内での配送手順 3-4 おさらい 〜 実際のネットワークに当てはめると

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