応用情報技術者 2019年 秋期 午前2 問33
問題文
TCP/IPネットワークで使用される ARPの説明として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：IPアドレスから MACアドレスを得るためのプロトコル（正解）
イ：IPアドレスからホスト名 (ドメイン名)を得るためのプロトコル
ウ：MACアドレスからIPアドレスを得るためのプロトコル
エ：ホスト名(ドメイン名)からIPアドレスを得るためのプロトコル
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IP→MACアドレス解決【午前2解説】
正解の理由
ARP（Address Resolution Protocol）は、ネットワーク層のIPアドレスからリンク層のMACアドレスを対応付けるためのプロトコルです。送信ホストが同一ネットワーク内の特定IPへフレームを送る必要があるとき、まずそのIPに対応するMACアドレスを求めるためにブロードキャストのARPリクエストを送信し、該当ホストがARPリプライで自身のMACアドレスを返します。したがって選択肢のうち ア が正しい説明です。
補足として、逆方向（MAC→IP）を解決する手段も歴史的・実用的に存在します。RARP（Reverse ARP）は歴史的にMACからIPを取得する仕組みとして使われましたし、BOOTPや DHCP はクライアントのMACアドレスを基にIPアドレスを割り当て／照合する役割を果たします。よって「MAC→IPは存在しない」という誤記述は避けるべきです。
解法ステップ
- 問題が「どの方向の変換か」を問うていると認識する（IP→MAC または MAC→IP など）。
- 各選択肢をプロトコルの役割で当てはめる：
- ARP は IP→MAC。
- DNS/名前解決系はホスト名⇔IP（選択肢イ・エに該当）。
- MAC→IP は RARP/BOOTP/DHCP に該当するが、ARPではない。
- 上記対応から正解を特定する（ア）。
選択肢別の誤答解説
- ア：正しい。ARPはIPアドレスから対応するMACアドレスを求めるためにARPリクエスト／リプライを行う。
- イ：誤り。IPアドレスからホスト名（ドメイン名）を得る処理は名前解決（リバースDNS、PTRレコードの照会）であり、DNSの機能に関連する。ARPではない。
- ウ：誤り。MACアドレスからIPアドレスを得る仕組みは歴史的にはRARP、運用ではBOOTPやDHCPがMACをキーにIPを割り当てる。ARPは逆方向（IP→MAC）を扱う。
- エ：誤り。ホスト名（ドメイン名）からIPアドレスを得るのはDNSの正引き（A/AAAA レコード）であり、ARPの役割ではない。
よくある誤解
- 「ARPはMAC→IPも行う」：ARPはIP→MAC解決のためのプロトコル。MAC→IPはRARPやBOOTP/DHCPなど別機構で扱われる（現代ではDHCPが一般的）。
- 「名前解決（DNS）とARPは同じ役割」：DNSは名前⇔IP の解決（アプリケーション層〜ネットワーク層）で、ARPは同一リンク内でのIP→MACの解決（ネットワーク層とデータリンク層の橋渡し）で役割が異なる。
- 「ARPは安全なプロトコル」：ARPは認証を伴わないため、ARPキャッシュポイズニング（スプーフィング）等の攻撃に弱い点を見落としがち。
補足コラム
- ARP の動作フロー（簡略）
- 送信ホストが送信先IPのMACを知らないとき、送信元MACと送信元IP、ターゲットIP（ターゲットMACはゼロ）を埋めたARPリクエストをブロードキャスト（MACアドレス ff:ff:ff:ff:ff:ff）で送信。
- ターゲットIPを持つホストはARPリプライをユニキャストで返し、自分のMACを通知。
- 送信ホストは得たMACをARPキャッシュに保存し、一定時間保持して再利用する。
- 関連機能
- Gratuitous ARP：自身のIP→MAC情報を放送し、他端末のARPキャッシュ更新やIP重複検出に利用。
- Proxy ARP：ルータが代理でARP応答し、異なるネットワークにあるホストと通信を行わせる。
- コマンド例（Linux/Windows）
- Linux:
ip neigh show arping -c 2 192.0.2.1 - Windows:
arp -a
- Linux:
FAQ
Q. ARPはOSIのどの層に属しますか？
A. 厳密にはネットワーク層（IP）とデータリンク層（Ethernet）の境界に位置するプロトコルで、IPアドレス（ネットワーク層）をEthernet MACアドレス（データリンク層）へ解決します。教科書的には「ネットワーク層とデータリンク層の補助プロトコル」と表現されることもあります。
A. 厳密にはネットワーク層（IP）とデータリンク層（Ethernet）の境界に位置するプロトコルで、IPアドレス（ネットワーク層）をEthernet MACアドレス（データリンク層）へ解決します。教科書的には「ネットワーク層とデータリンク層の補助プロトコル」と表現されることもあります。
Q. 同一ネットワーク外のIPに対してもARPは使われますか？
A. 基本的には使われません。異なるネットワーク宛はまずデフォルトゲートウェイのMACをARPで解決し、ゲートウェイにフレームを送ってルーティングしてもらいます。
A. 基本的には使われません。異なるネットワーク宛はまずデフォルトゲートウェイのMACをARPで解決し、ゲートウェイにフレームを送ってルーティングしてもらいます。
Q. MAC→IPを一律に知りたいときは何を使いますか？
A. 歴史的にはRARP、運用的にはBOOTP/DHCPが用いられます。DHCPはクライアントのMACアドレスを識別子としてIPを割り当てる仕組みを提供します。
A. 歴史的にはRARP、運用的にはBOOTP/DHCPが用いられます。DHCPはクライアントのMACアドレスを識別子としてIPを割り当てる仕組みを提供します。
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