サブネットマスクの解説（基本情報技術者シラバス用語）

サブネットマスクとは

サブネットマスクとは、IPアドレスを「ネットワークを表す部分（ネットワーク部）」と「個々のコンピュータを表す部分（ホスト部）」のどこで区切るかを示すための数値のことです。IPアドレス（住所）における「都道府県や市町村」と「番地や部屋番号」の境界線を決める役割を持っています。

IPアドレスは32ビットの数値ですが、単体ではどこまでが同じグループ（ネットワーク）で、どこからが個人の識別番号なのか判断できません。そこで、サブネットマスクを使って境界を明示します。これにより、同じ部屋にいる機器同士の通信なのか、それとも外部の別のネットワークへの通信なのかを正しく判断し、効率よくデータを届けることができます。また、これを柔軟に表記する仕組みとして「CIDR（サイダー）」という記述方法もあります。

具体例

ある会社のオフィス内で、2台のパソコンAとBが通信する場面を考えてみましょう。

• パソコンAのIPアドレス：「192.168.1.10」
• サブネットマスク：「255.255.255.0」（これは、前から24ビット分がグループ名であることを意味します）
• この場合、共通のグループ名は「192.168.1」になり、Aのホスト番号は「10」になります。
• パソコンBのIPアドレスが「192.168.1.20」であれば、グループ名が同じ「192.168.1」なので、同じ社内LANにいる仲間だと判断し、直接データを送ります。もしBが「192.168.2.20」なら、グループ名が違うため、外部へ送るルートを選択します。

もう少し詳しく

IPアドレス（IPv4）は32ビットの数値ですが、物理的な1つのネットワークを論理的に複数の小さなネットワーク（サブネット）に細分化して管理するために、サブネットマスクが使用されます。サブネットマスク自体もIPアドレスと同様に32ビットの数値であり、「255.255.255.0」のように10進数で表現されます。これを2進数に変換すると「11111111 11111111 11111111 00000000」となります。この「1」が並んでいる部分がネットワークの場所を表すネットワーク部であり、「0」が並んでいる部分が個別のホストを識別するホスト部となります。コンピュータは、IPアドレスとサブネットマスクの論理積（AND演算）を行うことで、自身の「ネットワークアドレス」を計算して導き出します。

サブネットを設計する際、ホスト部のビットパターンにおいて特別な意味を持つアドレスが2つ存在します。

• ネットワークアドレス：ホスト部のビットが「すべて0」のアドレスです。そのネットワークグループ全体を指す名称として使われます。
• ブロードキャストアドレス：ホスト部のビットが「すべて1」のアドレスです。そのネットワーク内の全ての端末にデータを一斉送信するための専用アドレスです。

この2つのアドレスは、個々のコンピュータやサーバなどの機器（ホスト）に割り当てることはできません。したがって、あるサブネット内で実際に利用可能なホスト用IPアドレスの数は、「2^(ホスト部のビット数) - 2」個になります。

近年では、アドレスの無駄を排除するために、クラス分けの縛り（A・B・Cクラス）を取り払った「CIDR（Classless Inter-Domain Routing）」という技術が用いられています。CIDRでは、「192.168.1.0/24」のように、IPアドレスの末尾にスラッシュとネットワーク部のビット数を併記する「プレフィックス表記（CIDR表記）」を使用し、サブネットマスクを簡潔に表現します。

試験でのポイント

情報処理試験において、サブネットマスクは計算問題の主役です。「ネットワークアドレスの計算」と「接続可能なホスト数の計算」は、基本情報技術者試験の必須問題として頻繁に出題されます。

例えば、「IPアドレス 192.168.1.130/26 のネットワークアドレスは？」という問題の場合、まず「/26」は前から26ビットが「1」であるサブネットマスク「255.255.255.192」であることを把握します。そして、末尾の「130（2進数で10000010）」と「192（2進数で11000000）」の論理積を計算し、「128（2進数で10000000）」を求め、ネットワークアドレスが「192.168.1.128」であることを導く必要があります。

また、「/26のサブネットで割り当てられるホスト数は？」という問いには、32 - 26 = 6ビットがホスト部となるため、2^6 - 2 = 62台であると答えます。「-2」をするのを忘れる引っかけ問題が非常に多いため、徹底的に意識しておきましょう。

関連する用語

サブネットマスクに関連する重要な用語には、ネットワーク上の識別子「IPアドレス」、マスク表記を簡略化する「CIDR（プレフィックス表記）」、ホスト部が全て0の「ネットワークアドレス」、ホスト部が全て1の「ブロードキャストアドレス」、ビット演算である「論理積（AND）」などがあります。