ARP

ホストが IP アドレスから、必要な MAC アドレスを知る方法。

要求

28 バイトで「192.168.1.1 は誰？」と尋ねます。

28 バイトの意味は「私は 192.168.1.20（MAC は 3C:22:FB:AA:01:20）。192.168.1.1 の持ち主は、MAC を教えて」です。

フィールド	位置	例の値	意味
ハードウェア種別	0–1 バイト目	0x0001 = Ethernet	使っているリンク層です。1 = Ethernet。ARP は汎用に設計されているので、どの種類のハードウェアアドレスが続くかを明記します。
プロトコル種別	2–3 バイト目	0x0800 = IPv4	解決しようとしているネットワーク層のアドレスで、EtherType の番号を使います。0x0800 = IPv4。
ハードウェアアドレス長	4 バイト目	6	ハードウェアアドレスの長さ（バイト）。MAC なら 6。
プロトコルアドレス長	5 バイト目	4	プロトコルアドレスの長さ（バイト）。IPv4 なら 4。
オペレーション	6–7 バイト目	1 = 要求	1 = 要求（「この IP は誰？」）、2 = 応答（「私です、MAC はこれ」）。
送信者 MAC	8–13 バイト目	3C:22:FB:AA:01:20	問い合わせ側の MAC です。相手はこれをキャッシュして、聞き返さずに答えられます。
送信者 IP	14–17 バイト目	192.168.1.20	問い合わせ側の IP。
ターゲット MAC	18–23 バイト目	00:00:00:00:00:00 (?)	まだ不明。それを知りたいので、要求では全部ゼロです。
ターゲット IP	24–27 バイト目	192.168.1.1	尋ねている IP。ここではルータです。

Ethernet フレームは MAC で宛先を指定しますが、アプリケーションは IP アドレスを使います。隣へ最初のパケットを送る前に、ホストは ARP（Address Resolution Protocol）で LAN 全体に「この IP は誰？」と尋ね、答えを覚えます。

ARP は小さく、相手を信頼しきった設計です。誰でも答えられ、認証はありません。そのため ARP スプーフィングは LAN 内攻撃の定番になり、IPv6 では Neighbor Discovery に置き換えられた理由のひとつです。

同じ並びで、役割を入れ替えたものです。

送信者とターゲットを入れ替え、空欄を埋めた同じ 28 バイトです。問い合わせた側は 192.168.1.1 → 00:1A:2B:3C:4D:5E を ARP キャッシュに記録します。

フィールド	位置	例の値	意味
ハードウェア種別	0–1 バイト目	Ethernet	要求と同じです。
プロトコル種別	2–3 バイト目	IPv4	要求と同じです。
ハードウェアアドレス長	4 バイト目	6	要求と同じです。
プロトコルアドレス長	5 バイト目	4	要求と同じです。
オペレーション	6–7 バイト目	2 = 応答	2 = 応答。要求と違い、応答は問い合わせた相手へ直接ユニキャストで返します。
送信者 MAC	8–13 バイト目	00:1A:2B:3C:4D:5E	答えです。ルータの MAC。問い合わせた側が知りたかったものです。
送信者 IP	14–17 バイト目	192.168.1.1	尋ねられた IP です。
ターゲット MAC	18–23 バイト目	3C:22:FB:AA:01:20	最初に問い合わせた側の MAC が入ります。
ターゲット IP	24–27 バイト目	192.168.1.20	最初に問い合わせた側の IP。

質問、答え、そしてその答えを必要としたパケット。

ARP は 1 つの LAN の中で IP アドレスと MAC アドレスをつなぐ糊です。質問はブロードキャスト、答えはユニキャスト、結果はキャッシュします。

1192.168.1.1 は誰？
ノート PC はルータへパケットを送りたいのですが、IP しか知りません。LAN 上の全ホストへ ARP 要求をブロードキャストします。
2192.168.1.1 は 00:1A:... にいます
192.168.1.1 の持ち主だけが、問い合わせた相手へ直接答えます。ノート PC は対応表を（通常は数分間）キャッシュし、次回は聞き直しません。
3いよいよ本来のパケット
MAC が分かったので、本来の IP パケットを運ぶ Ethernet フレームをルータ宛にできます。