MACアドレスとARPとは？

MACアドレスとARPの意味

MACアドレスは、ネットワーク機器（NIC）ごとに割り当てられた固有の物理アドレスで、データリンク層での通信相手の特定に使われる。ARP（アドレス解決プロトコル）は、IPアドレスから対応するMACアドレスを調べるためのプロトコル。

MACアドレスとARPの具体例

同一ネットワーク内の機器へパケットを送る際、送信元機器はまずARPで宛先IPアドレスに対応するMACアドレスを問い合わせてから、実際のフレームを送信する。

MACアドレスとARPは試験でどう引っ掛けられる？

IPアドレスからMACアドレスを求めるのがARP、その逆がRARPで、向きの取り違えが定番。MACアドレスは48ビットで前半がベンダ識別子。ARP要求は同一セグメントへのブロードキャストのため、ルータを越えた相手には直接届かない。

MACアドレスとARPと関連する用語

• OSI基本参照モデル
• IPアドレスとサブネットマスク

MACアドレスとARPが出た過去問

• 複数のLANを接続するために用いる装置で，OSI基本参照モデルのデータリンク層のプロトコル情報に基づいてデータを中継する装置はどれか。

  正解：ブリッジ

  要点：ブリッジは第2層のMACアドレスで中継を判断する

  OSI基本参照モデルの第2層（データリンク層）のアドレス、すなわちMACアドレスを見て中継するかどうかを判断する装置がブリッジである。同じセグメント内で完結する通信を他方へ流さないため、無駄なトラフィックを抑えられる。現在のスイッチングハブは、この機能を多ポート化したものと考えるとよい。

  出典：平成28年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）

• ネットワーク機器の一つであるスイッチングハブ（レイヤ2スイッチ）の特徴として、適切なものはどれか。

  正解：受信したパケットを、宛先MACアドレスが存在するLANポートだけに転送する。

  要点：L2スイッチはMACアドレスを学習し宛先ポートにだけ転送する

  レイヤ2スイッチは受信フレームの送信元MACアドレスとポートの対応をMACアドレステーブルに学習し、宛先MACアドレスが登録済みならそのポートにだけフレームを送り出す。これにより無関係なポートへ余計なトラフィックが流れず、衝突も減って効率が上がる。全ポートへ中継するのは旧来のリピータハブの動作である。

  出典：平成29年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）

• ルータがパケットの経路決定に用いる情報として，最も適切なものはどれか。

  正解：宛先IPアドレス

  要点：ルータは宛先IPアドレスで転送先を決める

  ルータはネットワーク層で動作し、受け取ったパケットのIPヘッダにある宛先IPアドレスをルーティングテーブルと照合して次の転送先を決めます。MACアドレスは同一リンク内の相手を指すだけで、ホップごとに書き換わるため経路決定には使いません。発信元アドレスは応答の宛先として使われますが、経路選択の主たる材料ではありません。

  出典：平成29年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問33（IPA）

• LANに接続されているプリンタのMACアドレスを、同一LAN上のPCから調べるときに使用するコマンドはどれか。ここで、PCはこのプリンタを直前に使用しており、プ…

  正解：arp

  要点：arpはIPアドレスとMACアドレスの対応を表示する

  arpコマンドは、IPアドレスとMACアドレスの対応を保持するARPキャッシュの内容を表示する。直前に通信した相手であればキャッシュに残っているため、IPアドレスからそのプリンタのMACアドレスを調べられる。

  出典：平成30年度 春期 基本情報技術者試験 午前 問33（IPA）

• メディアコンバータ、リピータハブ、レイヤ2スイッチ、レイヤ3スイッチのうち、レイヤ3スイッチだけがもつ機能はどれか。

  正解：ネットワーク層において、宛先アドレスに従って適切なLANポートにパケットを中継する機能

  要点：レイヤ3スイッチだけがネットワーク層のアドレスで転送する

  レイヤ3スイッチはOSI基本参照モデルのネットワーク層で動作し、IPアドレスを見てパケットを転送する（ルーティング機能をもつ）点が特徴である。レイヤ2スイッチはMACアドレスというデータリンク層の情報しか見ない。リピータハブとメディアコンバータは物理層の装置で、信号の増幅・中継や伝送媒体の変換を行うにとどまる。

  出典：令和1年度 秋期 基本情報技術者試験 午前 問32（IPA）