[ IP Network Skill - No. 0211 - ] MACアドレスとARP
発行日： 2005/5/13
‥‥……━━━━━━ IP Network Skill No. 00000211 ━━━━━━……‥‥
〜IPパケットのフィールド紹介（MACアドレスとARP）〜
‥‥……━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━……‥‥
【まえがき】
◆ Google
Sergey BrinとLarry Pageによって1998年に創設されたGoogleは
もしかしたらどのポータルサイトよりも使わせてもらっている
サイトかもしれません。
昨年夏にNasdaqに上場し、従業員は巨額のストックオプション
による利益を得たのも有名な話です。
単純に単語検索しかしたことのない方も、Googleのいろんな使い
方を知っておけば、さらに有効にWebサーフィンを楽しめるでしょう。
というわけで今回はGoogleに関するいくつかの書籍を紹介します。
Google Hacks―プロが使うテクニック&ツール100選
http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4873111366/ipnetworkskil-22
Web検索エンジン Googleの謎
http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/488166395X/ipnetworkskil-22
Googleに聞け!英語の疑問を瞬時に解決
http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4621074296/ipnetworkskil-22
他にもアドワーズ広告によるアフェリエイトに関する本など15冊
のGoogle本（日本語版）がありました。
特に検索系の本ではいろんな検索テクニックが載ってます。
欲しかった情報がこんなやり方で見つかるのか、と感心します。
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
ネ┃ッ┃ト┃ワ┃ー┃ク┃の┃基┃礎┃講┃座┃
━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛
この企画は処女作「TCP/IPネットワークステップアップラーニング」
http://www.amazon.co.jp/exec/obidos/ASIN/4774116351/ipnetworkskil-22
を基に構成変更、加筆、修正、省略。。。いろいろ手を加えたものです。
【７．IP】
７．４．IPアドレスとMACアドレスの対応付け
７．４．１．MACアドレス
MACアドレスとはネットワークインタフェースカード（NIC）に設定された
識別子です。
IPアドレスが論理アドレスと呼ばれ、パソコンやルータに人が設定すること
で自由に変更できるのに対し、MACアドレスは物理アドレスと呼ばれ、基本的
には変更できません。
基本的に、と書いたのは、最近の機器はMACアドレスも設定によって変えるこ
とができるものもあるためです。
NICだけでなく、冗長構成を使ったときに仮想MACアドレスというものを作り、
２台以上のネットワーク機器について１つの仮想MACアドレスを割り当て、
データ送信元はその仮想MACアドレスにデータを送れば冗長構成内のいずれか
の機器に到着する、という機能もあります。
機器そのもののアドレスで、世界中で使われているネットワーク機器のインタ
フェースに、すべて異なる値が割り当てられています。人間で言う指紋のよう
に、世界中同じものがない、工場出荷時に登録されてそれ以降変更できない値
です。
MACアドレスは４８ビットの値で、前半の２４ビットがOUI（Organization
Unique Identifer）と呼ばれるベンダ識別子、後半の２４ビットがベンダごと
に固有な値です。
例） 00-12-34-a5-2f-48 (または00:12:34:a5:2f:48と表記）
00-12-34がOUI、a5-2f-48が固有番号。
２進数で書くと、00000000-00010010-00110100がOUI
10100101-00101111-01001000が固有番号
Windowsの場合、コマンドプロンプトで "ipconfig /all"というコマンドを
入れると自身のパソコンのMACアドレスが分かります。
OUIは以下にリストがあります。
http://standards.ieee.org/regauth/oui/oui.txt
７．４．２．ARP
パソコンやサーバで生成されたIPパケットを宛先に送る場合を考えてみま
しょう。
宛先に送るときは、宛先のIPアドレスを知っている必要があります。
たとえばメールやWeb閲覧するのに、メールアドレスやURLを入れますが、
その中のドメイン名やサーバ名の情報がDNSによってIPアドレスに変換され
ます。それなので意識していなくてもIPアドレスの情報は取得できます。
次に、そのIPアドレスまでどうやって到達するか？ということを考えます。
到達するのに、大きく２つの方法があります。
１つは、宛先が同じサブネットにいる場合です。
このときは、ブロードキャストによって宛先のMACアドレスを知ることが
できます。
もう１つは、宛先が異なるサブネットにいる場合です。
このときは、ゲートウェイにIPパケットを送る必要があります。
ゲートウェイのIPアドレスは送信元端末（PC）に設定しておく必要がありま
す。この情報がないと、異なるサブネットにいる宛先にデータを送ることが
できません。
７．４．２．１．ARPのしくみ
宛先が同じサブネットにいる場合、たとえば192.168.1.1/24（/24はサブネッ
トマスクが24ビット）が192.168.1.2/24へ送る場合を考えてみます。
192.168.1.1は192.168.1.2という宛先IPアドレスを知っていますが、
192.168.1.2のMACアドレスを知りません。
このときに、ARP (Address Resolution Protocol) によってMACアドレスを
調査します。
まず192.168.1.1は、ARP requestと呼ばれるフレームをサブネットに送信しま
す。
（ヘッダ）
送信元MACアドレス：192.168.1.1のMACアドレス
宛先MACアドレス： ff-ff-ff-ff-ff-ff
（ARPフレーム）
オペレーション：１（ARP request）
送信元MACアドレス：192.168.1.1のMACアドレス
送信元IPアドレス：192.168.1.1
ターゲットMACアドレス：（空白）
ターゲットIPアドレス：192.168.1.2
これを192.168.1.2が受信すると、ターゲットMACアドレスに192.168.1.2のMAC
アドレスを設定してARP replyとして192.168.1.1へ返信します。
（ヘッダ）
送信元MACアドレス：192.168.1.2のMACアドレス
宛先MACアドレス： 192.168.1.1のMACアドレス
（ARPフレーム）
オペレーション：２（ARP rely）
送信元MACアドレス：192.168.1.2のMACアドレス
送信元IPアドレス：192.168.1.2
ターゲットMACアドレス：192.168.1.1のMACアドレス
ターゲットIPアドレス：192.168.1.1
７．４．２．２．ARPメッセージ
0 8 16 31
┌───────────┬───────────┐
│ ハードウェア種別 │ プロトコル種別 │
├─────┬─────┼───────────┤
│ hlen │ plen │ オペレーション │
├─────┴─────┴───────────┤
│ 送信元HA │
├───────────┬───────────┤
│ 送信元HA │ 送信元IP │
├───────────┼───────────┤
│ 送信元IP │ ターゲットHA │
├───────────┴───────────┤
│ ターゲットHA │
├───────────────────────┤
│ ターゲットIP │
└───────────────────────┘
ARPメッセージの内容です。
MACアドレスを使うイーサネットの場合、ハードウェア種別に0x0001が入ります。
プロトコル種別にはネットワーク層のプロトコルによって異なる値が入り、
IPでは0x0800という値が入ります。
hlenとはハードウェアアドレスの長さです。MACアドレスの場合６バイトなの
で６が入ります。plenは論理アドレスの長さで、IPアドレスは４バイトなの
で４が入ります。
オペレーション（operation）は２種類あって、ARPリクエスト（ARP request）
の場合は１、ARPリプライ（ARP reply）の場合は２が入ります。
このARPメッセージがイーサネットフレームにカプセル化されます。
イーサネットヘッダのタイプフィールドにはARPを示す0x0806という値が入り
ます。
╋━━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━━━━━━━━━━……‥‥
┃本┃日┃の┃試┃験┃対┃策┃問┃題┃
╋━━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━━━━━━━━━━……‥‥
〔問題１〕ARPの説明として正しいものはどれか。
１．物理アドレスを解決したい端末のIPアドレスは、ARPリクエストメッ
セージの送信元IPフィールドに格納される。
２．物理アドレスを解決したい端末のIPアドレスは、ARPリプライメッ
セージの送信元IPフィールドに格納される。
３．解決されたMACアドレスは、ARPリプライメッセージのターゲット
ハードウェアアドレス内に格納される。
４．解決したいMACアドレスは、ARPリクエストメッセージのターゲット
ハードウェアアドレス内に格納される。
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
解┃答┃と┃解┃説┃
━┛━┛━┛━┛━┛
《本日の試験対策問題》
（解答１）２
（解説１）
１．の解決したい端末のIPアドレスははARPリクエストメッセージ内のタ
ーゲットIPのフィールドに入ります。
２．は正解。ARPリプライの場合、解決されたMACアドレスを持つ端末が
送信者となるため、ARPリクエストではターゲットIPとなるアドレスが
ARPリプライの送信元IPになります。
３．の解決されたMACアドレスは、ARPリプライメッセージの送信元ハード
ウェアアドレス内に格納されます。
４．ARPリクエストメッセージのターゲットハードウェアアドレスには
何も入りません。まだMACアドレスが解決されていないためです。
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◆◆◆◆◆◆ ┃ あとがき ┃ ◆◆◆◆◆◆
「ポンッ、ポン、ポン」と松浦亜弥が出演しているプリンタの
CMがありますが、日常のものがどんどん便利になり、家電製品
などはほとんどがボタン１つで操作ができるようになりました。
アナログからデジタルになると、何かをする場合のモーション
（動作）が少なくなります。
テレビ、洗濯機、扇風機、、、いろんなものが、昔はアナログ
的な回転式ツマミによって制御されていました。
電話もプッシュ式の前はダイヤル式でしたね。
人間の手によってツマミを回す必要があったわけです。
構造も比較的単純だったので、壊れたかと思ってもハンダ付け
や手で思いっきり叩くと直ったり。
指先で何でも制御できるようになるとどういうことが起きるか
というと、子供が自分の親の絵を描くときに、手（腕）が描け
なくなるそうです。最近手が描けない子が増えている、という
か昔の子供に比べて絵がヘタクソになっているみたいです。
もちろん、都会の子、田舎の子など生活環境によって大きく違
いが出てくるでしょうし、成長と共に手も描くようになるそう
です。３〜５歳くらいの子ですかね、手が描けないって言って
たのは。
そういう観点で子供の絵を見てみると面白いですね。
adzuki
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IP Network Skill vol.000211 5/13/05
発行者：adzuki http://www.xai.nu/ipnet
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