IPアドレスとサブネット設計

IPアドレスの設計とは、ネットワークを複数のサブネットに分割し、それぞれの規模に合ったアドレス範囲を割り当てる作業である。IPv4では、サブネットマスクによって32ビットのアドレスをネットワーク部とホスト部に分け、マスクの値がホストに割り当てられる範囲を決める。試験では、あるアドレスがどのサブネットに属するか、複数の経路をどこまでまとめられるかを、二進数の考え方で正確に判断する力が求められる。

アドレスの構造とサブネットマスク

IPv4アドレスは32ビットの値であり、その前半がネットワーク部、後半がホスト部として働く。サブネットマスクは、どこまでがネットワーク部であるかを示すもので、マスクのビットが1の部分がネットワーク部に、0の部分がホスト部に当たる。

ネットワーク部の長さをプレフィックス長として数えると、255.255.255.0は24ビットなので/24と表される。ネットワーク部の長さが決まれば、ホスト部のビット数が一意に決まり、そのサブネットに含まれるアドレス数も決まる。

可変長サブネットマスクは、ネットワークごとに異なるマスク長を使える方式である。必要な規模に応じて範囲の大きさを変えられるため、限られたアドレスを無駄なく配分できる。 一方で、サブネットの大きさが異なると範囲が部分的に重なりやすくなる。そのため、新たに割り当てるセグメントが既存のどのセグメントとも重ならないかを確認することが、設計上の要点となる。

ネットワークアドレス・ブロードキャスト・ホストアドレスの計算

ホストアドレスは、IPアドレスとサブネットマスクを反転した値との論理積で求められる。ホスト部のビットだけが残るため、ネットワーク部が0になった値となる。

ネットワークアドレスは、IPアドレスとサブネットマスクの論理積で求められ、ホスト部がすべて0のアドレスに当たる。ブロードキャストアドレスは、ホスト部がすべて1になるアドレスである。マスクの各ビットを反転した値とIPアドレスを論理和すると、ネットワーク部は元の値を保ち、ホスト部だけがすべて1になる。

具体例として、192.168.10.192/28のサブネットでは、ホスト部が4ビットのため16個のアドレスを含む。範囲は192.168.10.192から192.168.10.207であり、最後のアドレスである192.168.10.207がブロードキャストアドレスとなる。

もう一つの例では、サブネットマスクが255.255.252.0のとき、第3オクテットのサブネット幅は256から252を引いた4である。ホストの第3オクテットは123であり、これは120から123の範囲に含まれるため、ネットワークアドレスは172.30.120.0となる。