CIDRとは？IPアドレスのクラスとサブネットマスクを初心者向けに解説

こんにちは、インフラエンジニアのryuです。

今回の記事では、IPアドレスのクラスとCIDRについて、ネットワーク初心者向けにわかりやすく解説します。

ネットワークの学習を始めると、「192.168.1.0/24」のような表記を目にします。

「24は何を表すの？」「クラスとCIDRは何が違うの？」と迷う方も多いでしょう。クラスはIPアドレスを大まかな規模で分けていた以前の仕組み、CIDRはネットワークの範囲を柔軟に決める現在の一般的な方法です。

CIDR、クラスとは？わかりやすく解説¶

クラスとCIDRを理解するには、まずIPアドレスがネットワーク部とホスト部に分かれていることを知る必要があります。

ネットワーク部は、端末がどのネットワークに所属しているかを表す部分です。ホスト部は、そのネットワーク内にあるパソコンやサーバー、ルーターなどの機器を識別する部分です。

同じネットワークではネットワーク部をそろえ、ホスト部を変えて端末を区別します。IPアドレスの基礎から確認したい方は、先に次の記事をご覧ください。

IPアドレスとは？初心者向けに仕組みを解説

IPアドレスのネットワーク部とホスト部¶

IPv4アドレスは、32個のビットで構成されています。人が読みやすいように8ビットずつ4つに区切り、192.168.1.10のような10進数で表記します。

しかし、IPアドレスを見ただけでは、どこまでがネットワーク部で、どこからがホスト部なのか判断できません。

そこで使用するのが、サブネットマスクやCIDR表記です。

たとえば、次のIPアドレスがあるとします。

192.168.1.10/24

/24は、先頭から24ビットがネットワーク部であることを表します。IPv4は全部で32ビットなので、残りの8ビットがホスト部です。

この場合、同じネットワークに所属するアドレスの範囲は、基本的に192.168.1.0から192.168.1.255までとなります。

IPアドレスのクラスとは？¶

クラスとは、IPアドレスをネットワークの規模ごとに分けていた仕組みです。

IPアドレスを先頭の値によってクラスA、クラスB、クラスCなどに分類し、ネットワーク部とホスト部の長さを固定していました。

主なクラスは次のとおりです。

クラスAはホスト部が24ビット、クラスBは16ビット、クラスCは8ビットです。ただし、現在はクラスだけを基準にネットワークを区切る方法はほとんど使われません。資格試験で問われる基礎知識と考えましょう。

クラスの判断方法¶

クラスはどうやってわかるのか。IPアドレスの先頭を見れば、従来のクラスを判断できます。

たとえば、10.1.1.1は先頭が10なのでクラスA、172.16.1.1は先頭が172なのでクラスB、192.168.1.1は先頭が192なのでクラスCに該当します。

ここで注意したいのが、プライベートIPアドレスとクラスは別の考え方だという点です。

プライベートIPアドレスとして予約されている範囲は、次のとおりです。

• 10.0.0.0/8
• 172.16.0.0/12
• 192.168.0.0/16

これらをクラスA・B・Cと説明することもありますが、プライベートIPアドレスの範囲と従来のクラスは別の考え方です。現在はCIDR表記で範囲を確認しましょう。

CIDRとは？¶

CIDRは、Classless Inter-Domain Routingの略です。日本語では、クラスレスアドレス方式などと呼ばれます。

名前にClasslessとあるとおり、クラスA、B、Cの固定された区切りに依存せず、必要な規模に合わせてネットワーク部の長さを柔軟に決める仕組みです。

たとえば、次のように表記します。

192.168.1.0/24
192.168.1.0/26
10.0.0.0/8
172.16.0.0/12

スラッシュの後ろにある数字を、プレフィックス長と呼びます。

/24なら先頭24ビット、/26なら先頭26ビットがネットワーク部です。数字が大きくなるほどホスト部が短くなるため、1つのネットワークで利用できるIPアドレスは少なくなります。

CIDRはクラスよりも効率的にネットワークを区切れる¶

クラスを使った従来の方法では、ネットワーク部の長さが/8、/16、/24などに固定されていました。

たとえば、50台の端末を接続したい場合、/24を割り当てると256個分のアドレス領域を確保することになります。実際に必要な数よりもかなり多く、アドレスが無駄になってしまいます。

CIDRを使えば、必要な端末数に近い大きさでネットワークを区切れます。50台程度であれば、64個のアドレスを持つ/26を利用する方法が考えられます。

CIDRにより、IPアドレスを効率よく割り当て、複数の経路情報もまとめやすくなります。

CIDRではどうやってネットワーク部とホスト部を決めるのか？¶

CIDRではどうやってネットワーク部とホスト部を決めるのか？

プレフィックス長とサブネットマスクで判断できます。

IPv4は32ビットなので、/24であればネットワーク部が24ビット、ホスト部が8ビットです。/26であればネットワーク部が26ビット、ホスト部が6ビットとなります。

アドレス総数は、次の式で計算できます。

アドレス総数 = 2の「ホスト部のビット数」乗

/24ではホスト部が8ビットなので、2の8乗 = 256個です。/26ではホスト部が6ビットなので、2の6乗 = 64個となります。

一般的なIPv4ネットワークでは、ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを端末へ割り当てられないため、利用可能なホスト数はアドレス総数から2を引いて考えます。

/31や/32には例外的な用途がありますが、まずはアドレス総数とネットワークアドレス、ブロードキャストアドレスの関係を理解しましょう。

サブネットマスクでネットワーク部を表す¶

ネットワーク部とホスト部の境界は、サブネットマスクでも表現できます。

サブネットマスクは、ネットワーク部を2進数の1、ホスト部を0として表したものです。

たとえば、/24を2進数で表すと、先頭から24個の1が並び、残り8個が0になります。

11111111.11111111.11111111.00000000

これを10進数へ変換すると、次のサブネットマスクになります。

255.255.255.0

つまり、次の2つは同じネットワーク範囲を表しています。

IPアドレス: 192.168.1.10
サブネットマスク: 255.255.255.0

192.168.1.10/24

サブネットマスクについては、次の記事でも詳しく解説しています。

サブネットマスクとは？初心者向けに仕組みを解説

192.168.1.0/24の範囲を確認してみよう¶

具体例として、192.168.1.0/24を考えてみましょう。

/24は、先頭24ビットがネットワーク部であり、最後の8ビットがホスト部です。そのため、最後の数字は0から255まで変化します。

• ネットワークアドレス：192.168.1.0
• 利用可能なホスト範囲：192.168.1.1〜192.168.1.254
• ブロードキャストアドレス：192.168.1.255
• アドレス総数：256個
• 一般的な利用可能ホスト数：254台

ネットワークアドレスはネットワーク自体、ブロードキャストアドレスは同一ネットワーク内の全端末宛てを表すため、通常は端末へ割り当てません。

自分のPCのサブネットマスクを確認してみよう¶

自分のPCに設定されているサブネットマスクを確認してみましょう。

Windowsでは、コマンドプロンプトで次のコマンドを実行します。

ipconfig /all

表示結果からIPv4アドレスとサブネットマスクを探します。家庭では255.255.255.0がよく使われます。

Linuxでは、次のコマンドでIPアドレスとプレフィックス長を確認できます。

ip address

192.168.1.10/24のようにCIDR表記で表示されます。

CIDRとサブネットを実際に構築しながら学ぶ¶

CIDRは、説明を読むだけでは難しく感じやすい分野です。

「なぜ/24で254台使えるのか」 「/26に分割すると、ネットワークアドレスはどう変わるのか」 「異なるネットワーク同士を通信させるには何が必要なのか」

このような疑問は、実際にIPアドレスを設定し、通信を確認すると理解しやすくなります。

InfraAcademyのネットワーク入門講座では、IPアドレス、サブネットマスク、ルーティング、スイッチ、VLAN、NAT、ACLなどを基礎から学習できます。

ブラウザ上のシミュレーターでIPアドレスを設定し、ネットワークを構築しながら学べます。専用ソフトのインストールは不要です。

ネットワークの知識とあわせてサーバー操作も学びたい方は、Linux入門講座がおすすめです。また、AWSのVPCやサブネットを理解したい方は、AWS講座へ進むと、CIDRがクラウド環境でどのように使われているのかを確認できます。

クラス・CIDRまとめ¶

今回の記事では、IPアドレスのクラスとCIDRについて解説しました。

• クラスは、IPアドレスを規模ごとに固定された範囲へ分けていた以前の仕組み
• 現在は、ネットワーク部の長さを柔軟に決められるCIDRが一般的
• /24などの数字は、ネットワーク部のビット数を表す
• サブネットマスクは、ネットワーク部を1、ホスト部を0で表す
• プレフィックス長が大きいほど、1つのネットワークで使えるアドレス数は少なくなる
• 192.168.1.0/24では、一般的に192.168.1.1〜192.168.1.254を端末へ割り当てられる

実際のネットワーク設計では、CIDRとサブネットマスクを読み取る力が重要です。まずは/24、/25、/26の違いから確認し、ネットワークアドレスと利用可能なホスト数を求められるようにしましょう。