ARPテーブル不一致による通信障害の原因・検知方法・対処法

ARPテーブルの不一致は、ネットワーク通信が急に遅くなったり、特定ホストだけ通信できなくなる時によく発生します。本記事では、ARPの基本から、不一致の検知方法・ログの読み方・原因別の対処方法まで完全ガイドします。

■ ARPテーブル不一致とは？

ARPテーブルは「IPアドレス ⇔ MACアドレス」の対応表です。これが不一致になると、誤った宛先にパケットを送るため通信障害が発生します。

• 通信できたりできなかったりする
• ARPテーブルが頻繁に書き変わる
• 特定のサーバだけ疎通不可になる
• グラグラしたログ（MACフラッピング）が見られる

主な原因は以下の通りです。

• IP重複
• L2ループ（STP不整合など）
• ARPスプーフィング
• 冗長構成の切替不備（VRRP/HSRP/GLBP）
• 機器キャッシュの不一致

■ 症状例

• ping が返る時と返らない時がある
• ARPテーブルが高速に書き変わる
• MACアドレステーブルの移動（flapping）が多発
• ARP request の異常増加

■ ARP不一致を疑うべき状況

• 特定のセグメントだけ通信トラブルが起きている
• VLANを跨いだ通信だけ不安定
• フェイルオーバー後に通信が不安定
• DHCPでは正常だが固定IPで問題が発生

■ 検知方法（コマンド＋結果例付き）

① ARPテーブルの確認

show arp | include 192.168.1.

例：本来あり得ない MAC が書き込まれている

Internet  192.168.1.10   0   aaaa.bbbb.cccc  ARPA  Vlan10
Internet  192.168.1.10   0   dddd.eeee.ffff  ARPA  Vlan10

→ 同じ IP に異なる MAC が複数見える場合は明確な異常。

② MACアドレステーブルの確認

show mac address-table dynamic | include aaaa.bbbb.cccc

例：ポートが高速に変動している（MACフラッピング）

*Mar  1 00:12:33: MAC address flapping detected on port Gi1/0/3

→ L2ループ or 異常なARPスプーフィングの疑い。

③ ARPパケットのキャプチャ

monitor capture CAP interface Gi1/0/1 both
monitor capture CAP match arp
monitor capture CAP start

異常例：ARP Reply が大量・高速に返ってくる

ARP Reply from 192.168.1.10 (dddd.eeee.ffff)
ARP Reply from 192.168.1.10 (aaaa.bbbb.cccc)

→ 複数のデバイスが同じ IP を名乗っている可能性。

④ VRRP/HSRP の MACの確認

show standby brief

切り替えが失敗すると、仮想MACが正しく反映されないことがあります。

⑤ PC側の ARPキャッシュ確認

arp -a

異常例：

192.168.1.1   dddd.eeee.ffff  dynamic

本来ルータの MAC でない場合 → キャッシュ汚染。

■ 原因と対処法（実務向け）

① IPアドレス重複

確認手順

show arp | include 192.168.1.10

対処

• 該当IPを使っている端末をネットワークから外す
• DHCPスコープの見直し
• 固定IPの管理台帳を更新

② L2ループ

確認手順

show spanning-tree summary

対処

• STP設定の見直し（root bridge の明示指定）
• BPDU Guard/Loop Guardの導入

③ ARPスプーフィング（セキュリティ攻撃）

対処

• Dynamic ARP Inspection の有効化（DAI）
• DHCP Snooping と組み合わせて保護

ip dhcp snooping
ip arp inspection vlan 10

④ 冗長構成（VRRP/HSRP）の切り替え失敗

症状

• active/standby の不整合
• 仮想MACが切り替わらず、ARPが古い状態

対処

• フェイルオーバーの強制テスト
• keepalive の確認
• バージョン不一致の修正

⑤ 機器・PC側 ARPキャッシュの古い情報

対処

clear arp-cache

PC側：

arp -d *

■ 再発防止策（実務で必須）

• DHCP Snooping / DAI の有効化
• STP構成の明確化（root bridge を固定）
• 冗長ルータの仮想MACと動作確認
• 固定IP利用端末の台帳更新
• スイッチのログ監視（MAC flapping）

■ まとめ

ARPテーブル不一致は、IP重複・L2ループ・ARPスプーフィング・冗長構成不整合など、様々な原因で発生します。早期に正確に特定するには、以下3点が重要です。

• ARPテーブル・MACテーブルの変動を観察する
• ARPパケットのキャプチャで複数のMACを確認
• 冗長構成（VRRP/HSRP）のMACと一致しているか確認

本記事の手順をそのまま実施すれば、ARP不一致の原因特定と改善が可能です。