【初学者向け】【ネットワーク基礎】【備忘録】IPアドレスとサブネットマスクの考え方
はじめに
初学者向けにネットワーク学習の第一歩となるIPアドレスとサブネットマスクの考え方についてまとめました。
また、本記事ではIPアドレス(IPv4)を基に記載しています。
※学習の備忘録として残します。
クラスを用いたネットワーク部とホスト部
クラスとは
初期のネットワーク部とホスト部の識別方法(今ではあまり使用されていない)
ネットワーク部とホスト部は固定となる
クラスフル＝クラスを用いたIPアドレスの割り当て
| 項目 | クラスA | クラスB | クラスC |
|---|---|---|---|
| 用途 | 大規模ネットワーク向け | 中規模ネットワーク向け | 小規模ネットワーク向け |
| IPアドレス(ネットワーク部太字) | 10.0.0.2 | 172.16.0.2 | 192.168.0.2 |
| 最大ホスト数 | 16,777,214 | 65,534 | 254 |
| 最大ホスト数計算※1 | 2^24-2 | 2^16-2 | 2^8-2 |
| 最大ネットワーク数 | 126 | 16,384 | 2,097,152 |
| 最大ネットワーク数計算※2 | 2^7-2(ビット数7) | 2^14(ビット数14) | 2^21(ビット数21) |
| 第1オクテット | 0×××××××(0〜127) | 10××××××(128〜191) | 110×××××(192〜223) |
| プライベートIPアドレス | 10.0.0.0〜10.255.255.255 | 172.16.0.0〜172.31.255.255 | 192.168.0.0〜192.168.255.255 |
※1 最大ホスト数計算
既に予約済みのネットワークアドレス（172.1.0.0）やブロードキャストアドレス（172.1.255.255）が存在するため、最大ネットワーク数に[−2]している
※2 最大ネットワーク数計算
クラスAには特定の用途で使用されるデフォルトネットワーク（0.0.0.0/8）やループバックアドレス（127.0.0.1/8）が存在するため、最大ネットワーク数に[−2]している。
サブネットマスクを用いたネットワーク部とホスト部
サブネットマスクの誕生背景
前提として、ネットワーク部が同じデバイスは、全て同一のネットワーク内に接続しなければいけない。
そこで、インターネットが拡大化するにつれてネットワークアドレスが不足していく懸念があり、クラスのネットワーク部を指定する方法は使用されないIPアドレスが存在するため、非効率だと判断された。
よって、クラスで指定されたネットワーク内のうち、より限定的にネットワーク部を指定しIPアドレスを割り当てる方法としてサブネットマスクが誕生した。
サブネットマスク＝現在のネットワーク部とホスト部の識別方法
ネットワーク部とホスト部は変動となる
クラスレスアドレス＝サブネットマスクを用いたIPアドレスの割り当て
サブネットマスクを用いた事例
♦️下記例を用いてサブネットマスクの役割を具体的に説明
例) クラスCのIPアドレスをサブネットマスクを定義して割り当てたい場合
①サブネットマスクを定義しない場合
254台(192.168.0.1～192.168.0.254)IPアドレスを割り当てられる。
②サブネットマスクを定義した場合
255.255.255.240
割り当てられるIPアドレスを14台(192.168.0.1～192.168.0.14)と指定できる。
こうすることで、無駄なIPアドレスの使用を防げる！！
♦️サブネットマスク：255.255.255.240からネットワーク部、ホスト部を指定する方法
・255.255.255.240を2進数に変換する
| 項目 | 第1オクテット | 第2オクテット | 第3オクテット | 第4オクテット |
|---|---|---|---|---|
| 10進数 | 255 | 255 | 255 | 240 |
| 2進数 | 11111111 | 11111111 | 11111111 | 11110000 |
・ネットワーク部＝前方の1埋め部
：11111111.11111111.11111111.1111＝28ビット
・ホスト部＝後方の0埋め部
：0000＝4ビット
最大ホスト数＝14台(2^4-2)
IPアドレス＋サブネットマスクの表記
♦️下記例はどちらも同じIPアドレス、サブネットマスクを使用して表記されている
例1) IPアドレス：192.168.0.1 、サブネットマスク：255.255.255.240
IPアドレス、サブネットマスクをそのまま表記
→機器の設定値として使用される事が多い
例2) 192.168.0.1/28(プレフィックス長)
CIRD表記またはプレフィックス長表記
→ドキュメントの記載として使用される事が多い
終わりに
普段何気なく目にしているIPアドレスとサブネットマスクの誕生背景や計算方法をよく理解できました。
これからも、ネットワークの基礎となる考え方を定期的に復習していきます。
最後まで読んでくださり、ありがとうございました。
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