サブネット計算：CIDR、ネットマスク、使用可能ホスト数
プレフィックス長付きのアドレス（192.168.1.0/24）またはネットマスク（255.255.255.0）を入力すると、ネットワークアドレス、ブロードキャストアドレス、使用可能なホストの範囲、ワイルドカードマスク、ホスト数が一度にわかります。ネットワークをより小さなサブネットに分割したり、タブを切り替えて、開始アドレスと終了アドレスを最少のCIDRブロックに変換したりすることもできます。IPv6のプレフィックスにも対応しています。
CIDR表記の仕組み
CIDR（Classless Inter-Domain Routing）は、ネットワークをアドレス、スラッシュ、数字で表します。この数字がプレフィックス長で、アドレスの32ビットのうち、ネットワークの識別に使われるビット数です。残りはネットワーク内のホストの識別に使われます。
/24は最初の24ビットを固定し、ホスト用に8ビットを残します。これは2^8 = 256アドレスで、ネットマスクは255.255.255.0です。/16はホスト用に16ビットが残り、65,536アドレスです。プレフィックスを1ビット増やすごとに、ブロックは半分になります。
通常のIPv4サブネットでは、使用可能ホスト数 = 2^(32 − プレフィックス) − 2 です。2つのアドレスが使えなくなります。最初がネットワークアドレス、最後がブロードキャストアドレスです。
暗算でサブネットを求める：ブロックサイズのコツ
日常的なサブネットのほとんどでは、2進数は必要ありません。ネットマスクの中で255でも0でもないオクテットを、256から引きます。その結果がブロックサイズで、ネットワークはその倍数から始まります。
192.168.1.130/26を例にします。マスクは255.255.255.192なので、ブロックサイズは256 − 192 = 64です。ネットワークは.0、.64、.128、.192から始まるため、.130は.128のネットワークに属します。ブロードキャストアドレスは次のネットワークの1つ前の.191で、使用可能ホストは.129から.190までの62台です。
よく使うIPv4のサブネットサイズ
| プレフィックス | ネットマスク | アドレス総数 | 使用可能ホスト数 |
|---|---|---|---|
| /8 | 255.0.0.0 | 16,777,216 | 16,777,214 |
| /16 | 255.255.0.0 | 65,536 | 65,534 |
| /20 | 255.255.240.0 | 4,096 | 4,094 |
| /22 | 255.255.252.0 | 1,024 | 1,022 |
| /23 | 255.255.254.0 | 512 | 510 |
| /24 | 255.255.255.0 | 256 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128 | 128 | 126 |
| /26 | 255.255.255.192 | 64 | 62 |
| /27 | 255.255.255.224 | 32 | 30 |
| /28 | 255.255.255.240 | 16 | 14 |
| /29 | 255.255.255.248 | 8 | 6 |
| /30 | 255.255.255.252 | 4 | 2 |
| /31 | 255.255.255.254 | 2 | 2（ポイントツーポイントリンク） |
| /32 | 255.255.255.255 | 1 | 1（単一のホスト） |
プライベートおよび特殊なIPv4の範囲
| 範囲 | 用途 |
|---|---|
| 10.0.0.0/8 | プライベートネットワーク（RFC 1918） |
| 172.16.0.0/12 | プライベートネットワーク（RFC 1918） |
| 192.168.0.0/16 | プライベートネットワーク（RFC 1918） |
| 100.64.0.0/10 | キャリアグレードNAT用の共有アドレス空間 |
| 127.0.0.0/8 | ループバック：このコンピューター自身 |
| 169.254.0.0/16 | リンクローカル：DHCPが失敗したときに自動で割り当てられる |
| 224.0.0.0/4 | マルチキャスト |
プライベートの範囲のアドレスは、パブリックなインターネット上でルーティングされません。そのため、何百万もの家庭やオフィスが、同じアドレスを再利用できます。
知っておきたい例外的なケース
- /31：RFC 3021により、ポイントツーポイントリンクでは/31の両方のアドレスを使用できます。そのため、ネットワークアドレスもブロードキャストアドレスもなく、使用可能ホストは2台です。
- /32：単一のアドレスで、ホストルートやファイアウォールのルールに使われます。
- /0：アドレス空間全体で、0.0.0.0/0と書き、デフォルトルートに使われます。
- ワイルドカードマスク：ネットマスクのすべてのビットを反転したもの（/24では0.0.0.255）。ルーティングプロトコルやアクセスリストでは、ネットマスクの代わりによく使われます。
IPv6のプレフィックス
IPv6アドレスは128ビットで、プレフィックス長の考え方は同じです。/64は、1つのネットワークセグメントの標準サイズです。アドレスの自動設定が、インターフェース識別子に64ビットを想定しているためです。プロバイダーは通常、1つのサイトに/48または/56を割り当てます。これには、/64のネットワークがそれぞれ65,536個、256個入ります。IPv6にはブロードキャストアドレスがないため、プレフィックス内のすべてのアドレスが使用できます。
/64には2^64個、およそ1,800京個のアドレスがあります。そのため、IPv6のサブネット設計は、アドレスを節約するためではなく、ネットワークを整理するためのものです。
サブネットの計画
- 現在必要なデバイスの数を数え、成長のための余裕を加えます。あとからアドレスを振り直すのは大変です。
- すべてに/24を使うのではなく、用途に応じて異なるプレフィックス長を使います（可変長サブネットマスク）。
- 互いに通信するサブネットは、経路を集約できるように、連続した位置に揃えます。
- 割り当てを1つずつ書き留めます。紙のアドレス計画があれば、範囲の重複を防げます。