情報処理安全確保支援士 2010年 春期 午前2 問18

ARPによるアドレス解決【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. Aが宛先IP（C）を見て、サブネット判定を行う（同一サブネットか否か）。
2. 異なるサブネットならAはデフォルトゲートウェイ（ルータZ）に宛てるため、まずZのMACをARPで取得する。
3. AはZのMACを宛先MACにしてL2フレームを送る（スイッチはフレームの転送のみを行う）。
4. ルータZはパケットを受け取り、送信先IPに基づき送出インターフェースを決定する。
5. 送出先のL2ネットワークで端末CのMACが不明なら、ルータZがそのネットワーク上でARP要求を発し、CからのARP応答を受けてIP⇔MAC対応を得る（これをルータのARPキャッシュに記録）。
6. 以上より、CのIPとMACの対応付けを実際に行うのはルータである。

選択肢別の誤答解説

• ア: 端末A
  端末Aは同一ネットワーク上にない宛先IPに対して直接ARP要求を出しません。AがARPするのは自ネットワーク上の機器（ここではデフォルトゲートウェイ）のIPに対してのみです。よってCのIP⇔MAC対応をAが作ることはない。
• イ: ルータ (正答)
  ルータは異なるサブネット間の通信を中継する際に、送信先側のネットワークでARPを行って宛先ホストのMACを取得し、ARPキャッシュに対応を保管します。プロキシARPが無効なのでルータはAの代わりにCのIPで応答することはしませんが、ルーティング処理の過程でCのIP⇔MAC対応を確立します。
• ウ: レイヤ2スイッチX
  レイヤ2スイッチはMACアドレスとポートの対応（CAMテーブル）を学習しますが、IPアドレスとMACアドレスの対応付け（ARP表）は保持・生成しません。従ってIP⇔MACの解決は行いません。
• エ: レイヤ2スイッチY
  スイッチYも同様にL2のMAC学習とフォワーディングのみを行い、IPとMACの対応付けを行う役割はありません。

よくある誤解

• 「スイッチがIPとMACを対応付ける」
  スイッチはMACアドレスを学習してポートに紐づけるが、IPアドレス情報は扱わない（例外はL3スイッチ）。設問はレイヤ2スイッチなので該当しない。
• 「プロキシARPがあればルータが常に代理応答する」
  プロキシARPが有効な場合はルータが他ホストのIPに対して自分のMACで応答することがあるが、設問ではプロキシARPが無効のためこの挙動は起きない。プロキシARPの有無で振る舞いが変わる点に留意する。
• 「端末Aが直接CにARPを投げる」
  異なるサブネットのIPに対しては端末は直接ARPしない。まずデフォルトゲートウェイのMACを使って送るため、端末AのARPターゲットはルータのIPになる。

補足コラム

• ARPの基本動作：送信側がL2送信先MACを知らないとき、ブロードキャストのARP Requestを送信。該当IPを持つホストがARP Replyで自身のMACを返す。これにより送信側と、中継するルータや宛先側でIP⇔MACの対応が確立される。
• ARP情報の保存場所：
  • 端末のARPキャッシュ：端末が直接解決したIP⇔MACを保持（例：端末AはルータZのIP⇔MACを保持）。
  • ルータのARPキャッシュ：ルータが同一ネットワーク内の宛先を解決したIP⇔MACを保持（ここでは端末Cのエントリが入る）。
• プロキシARPの利用例：異なるサブネットがブリッジ的に扱われる古いネットワークや、経路設定が限定的な環境で使われることがあるが、セキュリティや運用の面で注意が必要。

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