IPアドレスとMACアドレスの違いをやさしく図解 — 通信はどう届くのか
「IPアドレスとMACアドレス、何が違うの？」——ネットワーク学習で最初につまずく大きな山です。結論を先に言うと、IPアドレスは"最終的な届け先住所"、MACアドレスは"今から手渡す隣の相手"。この違いが分かると、パケットが実際にどう届くのかがスッと理解できます。動かして確かめたい人は IPアドレスとMACアドレスの可視化 もどうぞ。
結論：2つの「住所」は役割が違う
コンピュータには2種類の住所があり、それぞれ担当が分かれています。
| MACアドレス | IPアドレス | |
|---|---|---|
| 層（OSI） | 第2層（データリンク） | 第3層（ネットワーク） |
| 性質 | 物理アドレス（機器に固定） | 論理アドレス（設定で変わる） |
| 形 | 48ビット（例 00:1A:2B:3C:4D:5E） | 32ビット（例 192.168.1.10） |
| 届く範囲 | 同じネットワーク内の隣の機器まで | ネットワークをまたいで最終目的地まで |
| 通信での「宛先」 | 次のホップ（1つ先）ごとに書き換わる | 最終目的地。端から端まで一定 |
| 例え | 「今から渡す相手」の名札 | 封筒に書く「最終的な届け先住所」 |
宅配便で考えると一発でわかる
荷物を送るとき、封筒に書く宛先住所（＝IPアドレス）は、発送から到着まで「相手の家」のまま一度も変わりません。でも、荷物を実際に手渡す相手（＝MACアドレス）は、あなた → 集荷ドライバー → 配送センター → 配達員 → 受取人 と、そのつど変わっていきます。ネットワークでいう「配送センター」がルーターです。次の図が、通信でまったく同じことが起きている様子です。
MACアドレスとは — 機器に固定された「物理アドレス」
MACアドレスは、ネットワーク機器（NIC＝LANカード）1つ1つに製造時から割り当てられた48ビットの固有番号です。00:1A:2B:3C:4D:5E のように16進数2桁を6個並べて書きます。前半24ビットはメーカーを表すOUI、後半24ビットが機器ごとの通し番号で、世界で重複しないように管理されています。役割は「同じネットワーク（同じスイッチの島）の中で、隣の機器へフレームを確実に届ける」こと。だから届く範囲はそのネットワーク内に限られます。
IPアドレスとは — 経路を決める「論理アドレス」
IPアドレスは、ネットワーク上の位置を表す論理的な住所で、設定で変えられます（DHCPで自動割り当てされることも多い）。役割は「ネットワークをまたいで、最終目的地までの道順（ルーティング）を決める」こと。IPアドレス自体の詳しい仕組み（プライベート/グローバル・サブネット）は IPアドレスの仕組み と サブネットマスク の記事で解説しています。
ARP — 「IPアドレスからMACアドレスを調べる」橋渡し役
ここで疑問が生まれます。フレームを送るには次に渡す相手のMACアドレスが必要ですが、私たちがふだん指定するのはIPアドレスです。この「IP → MAC」の変換を担うのが ARP（Address Resolution Protocol） です。
ARPの流れはシンプルです。①送信側が「192.168.1.1 を持っている人、MACアドレス教えて！」と、同じネットワーク全員に一斉に問い合わせ（ブロードキャスト）。②持ち主だけが「私です。MACは R1-R1 です」と応答。③送信側はこの対応を ARPテーブル に一定時間キャッシュし、次からは問い合わせを省略します。
重要なのは、宛先が別ネットワークにあるとき、ARPで聞くのは「最終相手のMAC」ではなく「デフォルトゲートウェイ（ルーター）のMAC」だという点。まずはルーターに渡すのが最初の仕事だからです。ちなみに逆方向（MAC→IP）を求めるプロトコルは RARP と呼ばれます（試験で対比されます）。
ルーターが1ホップで行う4つの処理
ルーターはフレームを受け取るたびに、次を行って次のネットワークへ渡します。
① 宛先MACが自分宛か確認 → 自分宛ならフレームを開ける。
② 宛先IPを見てルーティング → ルーティングテーブルで「次にどこへ送るか」を決定。
③ フレームを作り直す → IPヘッダはそのまま、送信元MAC＝自分の出口インタフェース、宛先MAC＝次のホップ（必要ならARP）。
④ TTLを1減らす → 0になったら破棄（無限ループ防止）。
この「IPヘッダは変えず、MACだけ書き換えて次へ渡す」の繰り返しで、パケットは世界中どこへでも届きます。経路選択そのものを手を動かして学ぶなら ルーティング構築パズル が、層とヘッダの関係は OSI参照モデルの可視化 がおすすめです。
スイッチとルーターの違い（どこで何を見るか）
「MACで転送する機器」と「IPで転送する機器」は別物です。ここも定番の混同ポイントです。
| L2スイッチ | ルーター（L3） | |
|---|---|---|
| 見るアドレス | MACアドレス（第2層） | IPアドレス（第3層） |
| 役割 | 同じネットワーク内で転送 | ネットワークをまたいで転送 |
| MACを書き換える？ | いいえ（そのまま中継） | はい（1ホップごとに書き換え） |
スイッチは、どのポートの先にどのMACがいるかを自動で学習（MACアドレステーブル）して、宛先MACのポートだけにフレームを送ります。この「スイッチのMAC学習」は、L2をさらに深掘りする別テーマです。
ポート番号も加えると「誰の何宛か」が決まる
もう一段くわしくすると、ポート番号（第4層）が登場します。IPアドレスが「どのコンピュータか」を、ポート番号が「そのコンピュータのどのアプリ（サービス）か」を表します（例：HTTPS=443、メール送信=25）。宛先IP＋宛先ポートで「どの端末のどのサービス宛か」が一意に決まり、1台の中で複数の通信を同時に区別できます。NAPT（IPマスカレード）がポート番号で機器を見分けるのも、同じ原理です。
基本情報技術者試験ではこう出る
「MACアドレスは第何層のアドレスか（→第2層）」「ARPの役割は（→IPアドレスからMACアドレスを求める）」「ルータがパケットを転送するとき書き換えるものは」が定番です。とくに「宛先IPアドレスは変わらず、宛先MACアドレスはルータを経由するたびに書き換えられる」という記述の正誤はよく問われます。RARP（MAC→IP）、L2スイッチはMACで・ルータはIPで転送する点、MACアドレスは48ビット・IPv4は32ビットという長さも押さえておきましょう。
よくある質問
Q. 同じネットワーク内（PC同士が直結）ならどうなる？
A. 宛先が同じネットワークなら、ルーターを通しません。ARPで相手PCのMACを直接調べて、そのMAC宛にフレームを送ります（宛先IPも宛先MACも相手PC）。ルーターをまたぐときだけ、途中でMACが書き換わります。
Q. IPアドレスとMACアドレス、なぜ両方必要なの？
A. 役割が違うからです。MACは「隣の機器へ確実に渡す」ため（局所的）、IPは「世界中のどこへでも道順を決める」ため（大域的）。MACだけでは世界規模の経路を管理できず、IPだけでは目の前のケーブルに信号を流せません。2つが協力して初めて通信が成り立ちます。
Q. MACアドレスは絶対に変わらないの？
A. 機器に焼き込まれた固有番号ですが、OSの設定で変更（MACアドレス偽装）することも可能です。基本は「機器固有・ネットワーク内で重複しない」ものと理解してOKです。近年はプライバシー保護のため、スマホがWi-Fi接続時にランダムなMACを使う機能もあります。
まとめ
IPアドレス＝最終目的地（端から端まで一定・経路を決める）／MACアドレス＝次に渡す隣の相手（1ホップごとに書き換わる）。その橋渡しをするのがARP（IP→MAC）。ルーターは「IPヘッダは変えず、MACだけ書き換えて転送」を繰り返します。この一本の筋が通れば、通信の全体像がぐっとクリアになります。
🔎 動かして確かめる：IPアドレスとMACアドレスの可視化で、PC→ルーター→PC へパケットが届くまでを1ステップずつ。宛先IPが一定・宛先MACが書き換わる様子と、ARPテーブルが埋まっていく様子を目で追えます。
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