IPアドレスの「クラス」と「サブネットマスク」とは？わかりやすく解説！

ITネットワークの世界では、IPアドレスの「クラス」や「サブネットマスク」といった言葉がよく登場します。これらは、ネットワークを設計したり管理したりするうえでとても重要な概念です。

この記事では、IPアドレスの「クラス」や「サブネットマスク」について、以下の内容を図を用いて分かりやすく解説します。

  • IPアドレスのクラスとは？
    • クラスAとは？
    • クラスBとは？
    • クラスCとは？
    • プライベートIPアドレスの範囲
  • サブネットマスクによるネットワーク分割
    • IPアドレスとサブネットマスクをAND演算するとネットワークアドレスが分かる
  • サブネットマスクとCIDRの違い

IPアドレスのクラスとは？

IPアドレスのクラスとは？

IPアドレスとは、インターネットやローカルネットワーク上でコンピューターを識別するための番号です（例; 192.168.1.19 や 10.0.0.1 など）。住所のようなもので、パソコンやスマホが「誰と通信するか」を決めるために使われます。

IPアドレスは、使うネットワークの規模に応じて「クラスA」「クラスB」「クラスC」に分類されます。

クラスAクラスBクラスC
アドレス範囲0.0.0.0〜
127.255.255.255		128.0.0.0〜
191.255.255.255		192.0.0.0〜
223.255.255.255
ネットワークアドレス部8ビット16ビット24ビット
ホストアドレス部24ビット16ビット8ビット
割り当て可能ホスト数2^24−2=16,777,214 台2^16−2=65,534 台2^8−2=254 台
対象大規模ネットワーク中規模ネットワーク小規模ネットワーク

実際には「クラスD」や「クラスE」もありますが、一般的ではないため、この記事では「クラスA」「クラスB」「クラスC」に絞って解説しています。

クラスAとは？

クラスAのIPアドレスは、ネットワークアドレス部8ビット、ホストアドレス部24ビットで構成されています。クラスAの特徴を以下に示します。

  • 先頭ビットが「0」で始まるため、アドレスの範囲は「0.0.0.0 〜 127.255.255.255」となります。
    • なお、実際のクラスAの割り当て範囲は「1.0.0.0 〜 126.255.255.255」です。
    • 「0.0.0.0 〜 0.255.255.255 の範囲（0.0.0.0/8）」は「未指定アドレス」、「127.0.0.0 〜 127.255.255.255 の範囲（127.0.0.0/8）」は「ループバックアドレス」（localhost、自分自身を指すアドレス）として予約されており、通常のネットワークでは使われないためです。
  • ネットワークアドレス部：8ビット
  • ホストアドレス部：24ビット
  • 一つのネットワーク内で割り当て可能なホストの最大数：2^24 − 2 = 16,777,214 台

割り当て可能なホストの最大数が2台引いている理由

ホスト部が「全て0」のアドレスは、そのホストが属している「ネットワークアドレス」、ホスト部が「全て1」のアドレスは、同じネットワークに属する全てのホストに同一の情報を送信するために使用する「ブロードキャストアドレス」として、使うことになっているため、ホスト部のビット数で本来表される数（2^24）から「－2」した数値が割り当て可能なホストの最大数になります。

クラスBとは？

クラスBのIPアドレスは、ネットワークアドレス部16ビット、ホストアドレス部16ビットで構成されています。クラスBの特徴を以下に示します。

  • 先頭ビットが「10」で始まるため、アドレスの範囲は「128.0.0.0 〜 191.255.255.255」となります。
  • ネットワークアドレス部：16ビット
  • ホストアドレス部：16ビット
  • 一つのネットワーク内で割り当て可能なホストの最大数：2^16 − 2 = 65,534 台

クラスCとは？

クラスCのIPアドレスは、ネットワークアドレス部24ビット、ホストアドレス部8ビットで構成されています。クラスCの特徴を以下に示します。

  • 先頭ビットが「110」で始まるため、アドレスの範囲は「192.0.0.0 〜 223.255.255.255」となります。
  • ネットワークアドレス部：24ビット
  • ホストアドレス部：8ビット
  • 一つのネットワーク内で割り当て可能なホストの最大数：2^8 − 2 = 254 台

【補足】クラスごとのプライベートIPアドレスの範囲

クラスごとに、企業や家庭内で使えるプライベートIPアドレスの範囲も定められています。これらはインターネットには直接出ず、ルーター内などで使われるIPアドレスです。

クラスAクラスBクラスC
プライベートIPアドレス範囲10.0.0.0〜
10.255.255.255		172.16.0.0〜
172.31.255.255		192.168.0.0〜
192.168.255.255

例えば、クラスCのアドレス範囲（192.0.0.0 ～ 223.255.255.255）の中には、プライベートIPアドレスとして予約されている範囲（192.168.0.0 ～ 192.168.255.255）があり、この範囲は世界中の企業や家庭内ネットワークで重複して使われています。一方、クラスC内のそれ以外のアドレス範囲は、基本的にグローバルIPアドレスとしてインターネット上で一意に割り当てられ、世界に1つしか存在しない唯一のアドレスとして使われます。ただし、例外として一部の範囲（例：192.0.2.0/24 や 203.0.113.0/24 など）はテスト用やドキュメント用に予約されており、グローバルIPとして使われないこともあります。

サブネットマスクによるネットワーク分割

たとえば「クラスC」は254台までホストを管理できますが、部署やチームごとにネットワークを分けたいときがあります。そこで使われるのが「サブネットマスク」です。

サブネットマスクは、IPアドレスのどこまでがネットワーク部で、どこからがホスト部かを決めるマスク（フィルター）です。

ビット単位で「1」が「ネットワークアドレス部（サブネット部も含む）」、「0」が「ホストアドレス部」を意味しており、IPアドレスの「ネットワークアドレス部」と「ホストアドレス部」をビット値で定義することができます。たとえばクラスCのIPアドレスで、次のようにサブネットマスクを指定した場合、1つのネットワークを62台（2^6 − 2 ）ずつの割り当てが行える4つのサブネットに分割することができます。

サブネットマスクによるネットワーク分割
  • 元は24ビットのネットワークアドレス部を、サブネットマスクで26ビットに拡張していることで、拡張した2ビットを小さなネットワーク（サブネット）で表現できる。
  • 拡張した2ビットで表せるサブネット数：2^2 = 4サブネット
  • 残る6ビット（32 - 26）で表せるホスト数：2^6 − 2 = 62台
  • 結果：クラスCのネットワークを「62台×4サブネット」に分割できる！

サブネッティングとは

「サブネッティング」は、ホスト部のビットを一部借りてネットワーク部を拡張し、小さなネットワーク（サブネット）を複数作る技術です。

IPアドレスとサブネットマスクをAND演算するとネットワークアドレスが分かる

IPアドレスとサブネットマスクをビットごとにAND演算することで、そのIPアドレスが属するネットワーク（サブネット）のアドレスを求めることができます。

一例として、以下のIPアドレスとサブネットマスクだとしましょう。

  • IPアドレス → 192.168.1.130（2進数: 11000000.10101000.00000001.10000010）
  • サブネットマスク → 255.255.255.192（2進数: 11111111.11111111.11111111.11000000）

AND演算すると、以下のようになります。

11000000.10101000.00000001.10000010
AND
11111111.11111111.11111111.11000000
-----------------------------------
11000000.10101000.00000001.10000000 → 192.168.1.128

このIPアドレスが属するネットワーク（サブネット）のアドレスは「192.168.1.128」であることが分かります。

サブネットマスクとCIDRの違い

ここまでで、サブネットマスクを使ってネットワークを分割する方法（サブネッティング）について説明しましたが、もう一つ関連する用語にCIDR（Classless Inter-Domain Routing）というものがあります。CIDRはサブネットマスクをより簡潔に表した記法です。

サブネットマスクとCIDRの違いを以下にまとめます。

サブネットマスクCIDR
表記方法255.255.255.192のように10進数4つで表記/26のようにスラッシュ＋ビット数で表記
意味ネットワーク部がどこまでかを10進数で指定ネットワーク部のビット数を直接指定
使用例255.255.255.192/26
メリット昔から使われており、直感的に理解できるよりシンプルで柔軟な表現ができる

たとえば、「サブネットマスク: 255.255.255.192」と「CIDR表記: /26」は同じ意味です。どちらも「ネットワーク部が26ビット、ホスト部が6ビット」という意味を持ちます。もともとIPアドレスはクラス（A/B/C）に基づいて割り当てられていましたが、CIDRはこの「クラス」に依存しない柔軟な割り当て方式です。クラスレスで任意のビット数をネットワーク部に設定できるため、細かく分割してアドレスを効率的に利用できるようになりました。

本記事のまとめ

この記事ではIPアドレスの「クラス」や「サブネットマスク」ついて、以下の内容を説明しました。

  • IPアドレスとは
    • インターネットやネットワーク内の機器を識別する番号。
    • 例：192.168.1.19、10.0.0.1。
  • IPアドレスのクラス
    • クラスA：1.0.0.0 ～ 126.255.255.255（約1677万台、先頭ビット0）
    • クラスB：128.0.0.0 ～ 191.255.255.255（約6.5万台、先頭ビット10）
    • クラスC：192.0.0.0 ～ 223.255.255.255（約254台、先頭ビット110）
    • ※0.0.0.0/8は未指定用、127.0.0.0/8はループバック用。
  • プライベートIPアドレス範囲
    • クラスA：10.0.0.0 ～ 10.255.255.255。
    • クラスB：172.16.0.0 ～ 172.31.255.255。
    • クラスC：192.168.0.0 ～ 192.168.255.255。
    • 世界中で重複使用可能、インターネットに直接出せない。
  • グローバルIPアドレス
    • プライベートIP範囲外はグローバルIP。
    • インターネット上で一意に割り当てられ、重複しない。
  • サブネットマスク
    • IPアドレスをネットワーク部とホスト部に分けるマスク。
    • 例：255.255.255.0（/24）、255.255.255.192（/26）。
  • CIDR（Classless Inter-Domain Routing）
    • サブネットマスクを簡潔に表す記法（例：/26）。
    • クラスに依存しない柔軟なアドレス設計が可能。

お読み頂きありがとうございました。

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