MAC/IPアドレスとARPで送信データはどう届く？

質問

初歩的なご質問です。
「送信端末→LAN→デフォルトゲートウェイ（ルータ）→WAN→ゲートウェイ→LAN→受信端末」とデータが転送される場合、MACアドレスとIPアドレスをどのように使い分けながらデータは届くのでしょう。またAPRなるプロトコルの動作する範囲はどこまでになるでしょうか。（送信端末から受信端末のMACアドレスをARPで割り出して送信する？　あるいはデフォルトゲートウェイまで、そうすると受信側は？）　ネットワーク機器（ルータやブリッジなど）の動作やTCP/IPプロトコルのひとつひとつはお勉強で少しは解ったつもりですが、実際の通信の場合のMACアドレス、IPアドレス、ARPのからみが今ひとつピンときません。細かい部分はともかく概ねこのようにプロトコルは連続しながら動作する、というところを簡単にご教示いただければ幸甚です。

回答No.1

punchan_jp · ベストアンサー

MACアドレスはレイヤ2がらみで使うアドレスで、
IPアドレスはレイヤ3がらみで使うアドレスです。
レイヤ2というのは、ゲートウェイのところでプチッっと切れていて、
その橋わたしをするのがゲートウェイ（ルーター）となります。
レイヤ3では、送信端末から受信端末まで、間に障害物がないように見えます。
arpはレイヤ3の情報からレイヤ2の情報を得るプロトコルです。

では、例として、
送信端末(IP:A,MAC:a)---(IP:B,MAC:b)ルータ(IP:C,MAC:c)---(IP:D,MAC:d)受信端末
というのがあるとします。

送信端末は、IPアドレスDにパケットを送りたいとき、何もしないとAと同じネッ
トワーク中の誰に渡せばいいかわかりません。この解決には、デフォルトゲー
トウェイを決めて外部宛は何でもかんでも B に渡せとする方式とか、経路情
報をルータからもらってどこに送るには誰に渡せばいいかの表を作成しておく
方式などがあります。

では、D に送るには B に渡せばいいのがわかったとして、現実にはレイヤ2で
パケットを渡すしかないので、B のレイヤ2アドレス（MACアドレス）が必要で
す。これを得るのが arp です。arp は、LAN 内にレイヤ2のブロードキャスト
の形で送られ、B のIPアドレスを持ったノードが b の返事をすることで実現
します。

ルータは、自分が受けとったパケットが自分の IP アドレスでないので、正し
く転送しないといけません。やはり送信端末と同様に、D に送るには誰に渡せ
ばいいかを解決したうえで、そのMACアドレスを取得します。上の場合は、た
またま次が受信端末ですので、D のIPアドレスを持ったノードのMACアドレス
を arp で問い合わせ、d を得て、めでたく受信端末に到達します。

要は、IPアドレスは、そこに送るには誰に渡せばいいかの表を調べるために使っ
ているだけで、実際に誰かに渡すにはMACアドレスがあればいいのです。
（とはいえ、MACアドレスでそこに渡しても、最終宛先かどうかわかるために
は、IPアドレスが必要ですが）

arp の通用範囲は、上で説明したように LAN 内です。ルータを越えてその外
側の端末のMACアドレスを知っても無意味ということです。

お礼

簡単なLANを組んでプロトコルアナライザでチェックしてみました。良くわかりました。ありがとうございました。