IPアドレスの種類

IPアドレスは種類分けされています。本項ではIPアドレスの種類について説明します。

 IPアドレスは範囲によって以下の通りクラス分けされています。

【IPアドレスのクラス】
クラス アドレス範囲 ネットワークアドレス範囲 種別
クラスA 0.0.0.0〜127.255.255.255 8bit(最初の「.」まで) ユニキャスト
クラスB 128.0.0.0〜191.255.255.255 16bit(2番目の「.」まで) ユニキャスト
クラスC 192.0.0.0〜223.255.255.255 24bit(3番目の「.」まで) ユニキャスト
クラスD 224.0.0.0〜239.255.255.255 - マルチキャスト用
クラスE 240.0.0.0〜255.255.255.255 - 予約

 基本編の「NAT」で示したプライベートアドレスは上記のクラスAからCの中に含まれます。

 クラスAのIPアドレスは例えば10.1.1.1の場合、ネットワークアドレスは最初の「.」までの10に0.0.0を追加して10.0.0.0になり、10を除いた0.0.0〜255.255.255(約1,658万個)がホストアドレスに使える範囲になります。

 クラスBでは0.0〜255.255(約6万5千個)までがホストアドレスに使える範囲、クラスCでは0〜255になるため、クラスAは巨大な組織向け、クラスBは中規模、クラスCは小規模向けになります。

 クラスDのマルチキャストについては、「マルチキャスト通信」をご参照下さい。

 使えるホストアドレスの数を見て分かる通り、クラスによって非常に差があり、クラスCで少し足りない。クラスBでは多すぎる等の場合、柔軟に対応出来ません。そこでクラスの概念をなくしたのがCIDRです。

 CIDRでは172.16.1.1/24等と表記します。24はビット数を表し、8bit毎に「.」で区切って表記するサブネットマスクで言えば255.255.255.0になります。172.16.1.1はクラスBに属するためネットワークアドレスは172.16.0.0になりますが、CIDRで/24を付ける事で172.16.1.0をネットワークアドレスとして扱います。つまり、クラスBを分割出来るようになります。

【CIDRによるクラスBの分割】
ビット 8bit 8bit 8bit 8bit
IPアドレス 172 16 1 1
クラスでの分割 ネットワークアドレス ホストアドレス
CIDRの/24での分割 ネットワークアドレス ホストアドレス

 もう1つの例ですが、192.168.1.1/16と表記した場合、192.168.0.0がネットワークアドレスになります。こちらはクラスCをより沢山のホストアドレスが使えるように結合しています。

【CIDRによるクラスCの結合】
ビット 8bit 8bit 8bit 8bit
IPアドレス 192 168 1 1
クラスでの分割 ネットワークアドレス ホストアドレス
CIDRの/16での結合 ネットワークアドレス ホストアドレス

 CIDRはこれまでクラスBでなければ足りなかった組織に対してクラスC相当の範囲を3個分渡す等でアドレスを節約出来るため、IPアドレスの枯渇対策にも役立っています。

【IPアドレスの節約】
クラスB1つで使えるアドレス数
組織に割り当てるアドレス その他組織に割り当て可能なアドレス

 尚、サブネットマスクと非常に良く似ていますが、組織内で勝手に分割するサブネットはインターネットで使えませんが、CIDRはネットワークアドレス部分を示すためのものであり、インターネットで使えます。又、CIDRで分割、結合したネットワークアドレスを更にサブネットマスクで分割出来ます。

 ネットワークアドレス、サブネット番号、ホストアドレスはそれぞれ以下の関係になっています。

IPアドレスの種類1

 サブネット番号はネットワークアドレスを分割し、ホストアドレスはサブネット番号の範囲で割り当てます。以下の表は、ネットワークアドレスが172.16.0.0でサブネットマスク255.255.255.0の場合の例です。

【ネットワークアドレス、サブネット番号、ホストアドレスの関係】
ネットワーク サブネット番号 ホストアドレス IPアドレス
172.16.0.0 172.16.1.0 1 172.16.1.1
2 172.16.1.2
・・・ 172.16.1.・・
254 172.16.1.254
172.16.2.0 1 172.16.2.1
2 172.16.2.2
・・・ 172.16.2.・・
254 172.16.2.254
・・・ ・・・ ・・・
172.16.254.0 1 172.16.254.1
2 172.16.254.2
・・・ 172.16.254.・・
254 172.16.254.254

 ブロードキャストアドレスは全員宛てのアドレスです。

 172.16.1.0のサブネットで255.255.255.0がサブネットマスクの場合、ブロードキャストアドレスは172.16.1.255になります。つまり、ホストアドレスの部分をオール1にするとサブネット内の全ての装置宛てという意味になります。このため、ブロードキャストアドレスはルーターを越えて通信する事はありません。

 Macアドレスでは、FF-FF-FF-FF-FF-FFがブロードキャストアドレスになります。

 このため、サブネット内全ての装置宛ての通信ではフレームは以下のようになります。

ブロードキャスト1

 ブロードキャストの使われ方の例としては、NBTが挙げられます。NBTとはWindows系のエクスプローラでネットワークを参照するとコンピュータ名が表示されますが、これはブロードキャストを使ってやり取りしています。

 又、arpもブロードキャストですが、以下のフレーム構造となっておりブロードキャストIPアドレスは使われません。

ブロードキャスト2

 ブロードキャストアドレスは全員宛てのため、スイッチのMACアドレステーブルに関係なく全てのインターフェースに転送されます。このため、ループ構成がありスパニングツリー等でブロックされないと永遠に回り続け、ブロードキャストストームを発生させます。

使用を避けたいアドレス

 ブロードキャストはホストアドレスの部分がオール1のアドレスでパソコンやサーバー用に割り振れません。

 他にもIPアドレス172.16.0.1、サブネットマスク255.255.255.0ではサブネットが172.16.0.0となってネットワークアドレスと同じになってしまいます。

 IPアドレス172.16.255.0.1、サブネットマスク255.255.255.0ではサブネットのブロードキャストアドレスが172.16.255.255となり、172.16.0.0ネットワークのブロードキャストアドレスと同じになってしまいます。

 このようなサブネットを示す部分がオール0、又は1となるアドレスはトラブルの原因になるため避けた方が無難です。

 又、ホスト部分がオール0となるアドレスも使えません。

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応用編「サブネットとCIDRの計算方法

キーマンズネット1

初級ネットワーク講座「IPアドレスの構造とサブネット
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