CIDR表記法の使い方: 完全なサブネット計算機ガイド

CIDR表記法の使い方: 完全なサブネット計算機ガイド

はじめに

クラスレスインターネットルーティング（CIDR）が1993年にRFC1519で標準化され、クラスフルネットワーク（クラスA、B、C）を置き換えました。CIDRは、可変長サブネットマスク（VLSM）とルートのサマリーションを可能にし、インターネット全体でルーティングを革命しました。

クラスタ設計のKubernetesクラスタVPC、CiscoキャタリストイッチのVLAN構成、ルーティングテーブルのトラブルシューティングなど、ネットワークエンジニアリングの基本スキルであるCIDRの数学を理解する必要があります。

CIDR表記法とは?

CIDR表記法は、IPアドレスとその関連するルーティングプレフィックス（サブネットマスク）をコンパクトに表現する形式です。IP_ADDRESS/PREFIX_LENGTHの形式です。

例: 192.168.1.0/24

スラッシュの数字（/24）は、32ビットのサブネットマスクの高位ビットの連続する1の数を表します。

• /24は24ビットのネットワークビットと8ビットのホストビットを意味します。
• デシマル表現: 255.255.255.0
• バイナリ表現: 11111111.11111111.11111111.00000000

共通のCIDRサブネットチートシート

サブネットレンジの計算（ステップバイステップ）

与えられたIPアドレス10.0.14.50/22:

ステップ1: ホストビットの決定

• 総IPv4ビット数 = 32
• ホストビット数 = 32 - 22 = 10ビット

ステップ2: 総数と利用可能なホストの計算

• 総アドレス数 = 2^10 = 1024
• 利用可能なホスト数 = 1024 - 2 = 1022 (ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスが予約済み)

ステップ3: ブロックサイズとサブネット境界の決定

• プレフィックス/22は3番目のオクテットにわたっています（22 - 16 = 6ビットの3番目のオクテット）。
• 3番目のオクテットのブロックサイズ = 2^(8-6) = 2^2 = 4。
• 3番目のオクテットの倍数: 0、4、8、12、16...
• 14は12と16の間にあるため、ネットワークアドレスは10.0.12.0です。

結果の概要:

• ネットワークID: 10.0.12.0
• 最初の利用可能なホスト: 10.0.12.1
• 最後の利用可能なホスト: 10.0.15.254
• ブロードキャストアドレス: 10.0.15.255
• サブネットマスク: 255.255.252.0

インタラクティブな診断ツールTeksolvr

サブネットレンジを自動的に計算するには、手動の二進数演算を避けて、Teksolvrの無料ツールを使用してください。

• オンラインのサブネット&CIDR計算機を試してみてください。
• 可変長サブネットマスクの場合、VLSM計算機を使用してください。
• IPアドレスの検証にIPアドレス検索ツールを使用してください。

トラブルシューティングチェックリスト

• IPアドレスとプレフィックス長が正しいことを確認します。
• サブネットマスクをプレフィックス長で計算します。
• ネットワークIDを決定するには、サブネットの最初のアドレスを検索します。
• 最初の最後の利用可能なホストを計算するには、総アドレス数から2を引いてください。
• ブロードキャストアドレスを検証するには、最後の利用可能なホストに1を加算してください。

###よくある質問

2つのIPアドレスはなぜ総ホスト数から減算されるのですか?

最初のアドレスはネットワークアドレス（サブネット自体を識別する）であり、最後のアドレスはブロードキャストアドレス（ブロードキャストパケットをすべてのホストに送信する）であり、どちらもネットワークインターフェイスに割り当てることができません。

CIDRの規制RFCは何ですか?

CIDRは元々RFC1519で標準化され、RFC4632で更新されました。

高度なCIDR計算

• CIDRからサブネットマスクへの変換: CIDRプレフィックス/24からサブネットマスク255.255.255.0を変換します。
• サブネットマスクからCIDRへの変換: サブネットマスク255.255.255.0からCIDRプレフィックス/24を変換します。
• CIDRサブネットサマリゼーション: CIDRプレフィックスのリストから単一のCIDRプレフィックスをサマリゼーションします。

例用途: CiscoキャタリストイッチのVLAN構成

CiscoキャタリストイッチのVLANを構成するには、各VLANのサブネットマスクを計算する必要があります。例えば、VLANにIPアドレス192.168.1.0/24が割り当てられているとします。

1. ホストビット数を決定します: 32 - 24 = 8ビット
2. 総数と利用可能なホストの計算: 2^8 = 256, 256 - 2 = 254
3. ブロックサイズとサブネット境界の決定: 2^(8-8) = 2^0 = 1, 192.168.1.0はネットワークアドレスです。

このVLANのサブネットマスクは255.255.255.0です。

結論

ネットワークエンジニアがIPネットワークを設計およびトラブルシューティングするには、CIDR表記法を理解することが不可欠です。このガイドの手順に従うことで、サブネットレンジを計算し、各サブネットのサブネットマスクを決定できます。Teksolvrの無料ツールを使用してCIDR計算を自動化し、IPアドレスの問題をトラブルシューティングしてください。

参照

• RFC1519: クラスレスインターネットルーティング（CIDR）
• RFC4632: クラスレスインターネットルーティング（CIDR）- アドレス割り当てとインターネットレジストリ構造

コード例

bashCopy
#!/bin/bash

# IPアドレスとプレフィックス長を定義します
IP_ADDRESS="10.0.14.50"
PREFIX_LENGTH=22

# ホストビット数を計算します
HOST_BITS=$((32 - PREFIX_LENGTH))

# 総数と利用可能なホストの計算
TOTAL_ADDRESSES=$((2 ** HOST_BITS))
USABLE_HOSTS=$((TOTAL_ADDRESSES - 2))

# ブロックサイズとサブネット境界の決定
BLOCK_SIZE=$((2 ** (8 - HOST_BITS)))
SUBNET_BOUNDARY=$((PREFIX_LENGTH - 16))

# ネットワークIDを計算します
NETWORK_ID=$(echo "scale=0; $IP_ADDRESS & $((1 << (32 - $SUBNET_BOUNDARY)))")

# 結果を出力します
echo "ネットワークID: $NETWORK_ID"
echo "最初の利用可能なホスト: $((NETWORK_ID + 1))"
echo "最後の利用可能なホスト: $((NETWORK_ID + $USABLE_HOSTS - 1))"
echo "ブロードキャストアドレス: $((NETWORK_ID + $USABLE_HOSTS))"
echo "サブネットマスク: 255.255.252.0"

図

テーブル比較