IPアドレスとサブネット（CIDR）

IPアドレスの形（IPv4 と IPv6）

IPv4 は 32ビット の数値で、8ビットずつ4つに区切って 192.168.1.10 のように書きます（各ブロックは 0〜255）。組み合わせは約43億通りしかなく、すでに枯渇しています。

その後継が IPv6 で、128ビット。2001:db8::1 のように16進数を : で区切って書き、アドレス空間は事実上無限（約3.4×10³⁸）です。連続する 0 のブロックは :: で1回だけ省略できます。

ネットワーク部とホスト部

1つのIPアドレスは、前半の ネットワーク部 と後半の ホスト部 に分かれます。

• ネットワーク部 … 「どのネットワーク（サブネット）に属するか」。同じ町名にあたる
• ホスト部 … 「そのネットワーク内の何番目の機器か」。番地にあたる

同じネットワーク部を持つ機器どうしは、ルータを介さず直接通信できます。違えばルータ（ゲートウェイ）経由になります。この「どこで前半と後半を区切るか」を決めるのが、次のサブネットマスクです。

サブネットマスクと CIDR表記

サブネットマスクは、ネットワーク部のビットを 1、ホスト部のビットを 0 で塗りつぶした32ビットの値です。たとえば先頭24ビットがネットワーク部なら、

11111111.11111111.11111111.00000000  ← マスク
255      .255     .255     .0          ← 10進表記

これを毎回書くのは長いので、1 が連続する個数 だけを書くのが CIDR（サイダー）表記 です。上記なら /24。192.168.1.0/24 と書けば「192.168.1.0 から始まる、先頭24ビットがネットワーク部のまとまり」を意味します。

ホスト数の数え方

ホスト部が n ビットなら、そのネットワークに入るアドレスは 2ⁿ 個。ただし、

• 先頭アドレス（ホスト部が全て 0）＝ ネットワークアドレス（そのネットワーク自身を指す。機器に振れない）
• 末尾アドレス（ホスト部が全て 1）＝ ブロードキャストアドレス（同一ネットワーク全員宛て。機器に振れない）

この2つは予約済みなので、実際に機器へ割り当てられる数は 2ⁿ − 2 です。/24 なら 2⁸ − 2 = 254台。

プライベートIPとパブリックIP

IPv4 のうち、社内・家庭内ネットワーク専用として誰でも自由に使ってよい範囲が決められています（RFC 1918）。インターネット上では重複OK・ルーティングされません。

これらのプライベートIPからインターネットへ出るときは、ルータが送信元を グローバルIPへ書き換えます。これが NAT です。なお 127.0.0.1（localhost）は自分自身を指すループバックアドレスで、これも特別枠です。

サブネット分割（サブネッティング）

大きなネットワークを、用途ごとに小さく区切ることを サブネット分割 といいます。CIDRの数字を 大きくする（マスクを伸ばす）と、ネットワークは小さく・数は多くなります。

例：192.168.1.0/24（254台）を /26 で4分割すると、各64アドレス（使えるのは62台）の4ブロックになります。

つまずきポイント

• CIDRの数字が大きい＝ネットワークは小さい。/24 より /26 の方が狭い（直感と逆になりがち）
• ホスト部が全0／全1のアドレスは機器に振れない。割り当て可能なのは「−2」した範囲
• 同じサブネットかどうかは“ネットワーク部の一致”で決まる。192.168.1.10/24 と 192.168.2.10/24 は別ネットワークで、直接は通信できずルータが要る
• プライベートIPはそのままでは外に出られない。NAT による変換が前提

ハンズオン

# 自分のIPアドレスとサブネットマスク（CIDR）を確認
ip addr show          # Linux
ipconfig              # Windows

# CIDR から ネットワーク/ブロードキャスト/ホスト数 を一覧表示
ipcalc 192.168.1.0/26

# 経路表を見て、どのネットワークがどのゲートウェイ行きか確認
ip route              # Linux
route print           # Windows

名前解決やゲートウェイ越しの通信とあわせて、DNS や NAT、ルーティングの全体像である TCP/IP も押さえると理解が立体的になります。