今回はIPアドレッシングについて、まとめていきたいと思います。
IPアドレッシングは、ネットワーク上の機器へのIPのアドレスの割り当てになります。
CCNA学習＃7未経験の方向け
1. IPアドレスの概要（復習）
・IPアドレスにはバージョンが存在しています。
最も普及しているのが、IPv4ですが、IPv4は割り振ることのできるアドレスに限界がきており、（ＩＰアドレス枯渇問題）その解消のためにIPv6の普及が進められています。
・IPv4においてIPアドレスは32ビット持ち、ネットワークのアドレスを表すネットワーク部と個々のノードのアドレスをを表すホスト部で構成されます。
IPアドレスは、３２ビットですが、桁が多くて管理するのが非常に大変です。
１０１０１１０００００００００１００００００１０００００００１１（IPアドレス）
↓８桁×４グループに分割
１０１０１１００．０００００００１.００００００１０．００００００１１
↓１０進数に変換
１７２．１．２．３
左から順番に第1オクテット、第2オクテット、第3オクテット、第4オクテット
と名前が付けられております。
IPアドレスには、ネットワーク部とホスト部が存在しており
・クラスフル（サブネット不使用）
・クラスレス（サブネットマスク使用）
・クラスA 第１オクテットがネットワーク部で０から始まる数字になります。
第２，３，４がホスト部になります。(最大ホスト数16,777,214)
・クラスB 第１．２オクテットがネットワーク部で、１０から始まります。
第３，４オクテットがホスト部になります。（最大ホスト数65534）
・クラスC 第１，２，３がネットワーク部で、１１０から始まります。
第４オクテットがホスト部になります。(最大ホスト数254)
・クラスD すべてがマルチキャストグループアドレスで１１１０から始まります。
・クラスE すべてが実験用で１１１１から始まります。
・あらかじめ用意されたネットワーク部とホスト部の分け方のパターンをクラスいいます。
・クラスは上記の通り、A～Eの５パターン存在しており、ABCが一般的なネットワークk使われるクラスでクラスDがマルチキャスト使われ、クラスEが実験用に予約されたクラスになります。
・クラスAは大規模向け、クラスBは中規模向け、クラスCは小規模向けのクラスとなります。
・クラスを識別するため、IPアドレスの先頭値はクラスごとに決められた固定値が設定されています。
1-1. サブネットマスク
・どこまでがネットワーク部かを表す情報をサブネットマスクと言います。
サブネットマスクを用いてネットワーク部が決定されるアドレスはクラスアドレスと呼ばれます。
・IPアドレスと同じく３２ビット列で表され、前方の１埋め部がネットワーク部。
後方の０埋め部がホスト部をそれぞれ表します。
クラスレスアドレス
IPアドレス172.1.2.3(10101100.00000001.00000010.00000011)
サブネットアドレス255.255.254.0(11111111.11111111.11111110.00000000)
ネットワーク部は前方の２３ビットになることがわかります。
CIDR表記orプレフィックス長表記で表記すると下記になります。
172.1.2.3/23
最後の23がプレフィックス長になります。（先端何ビットがネットワーク部であるか。）
1-2. 予約済みのネットワークアドレス
①ネットワークアドレス
・そのネットワーク自体を表します。
ルータがネットワークを識別する際などで使用されます。
ホスト部のビットがすべて０のアドレス。
172.1.0.0/16(10101100.00000001.00000000.00000000)
②ブロードキャストアドレス
ブロードキャストする際に使用される。
ホスト部のビットがすべて１のアドレス。
172.1.255.255/16(10101100.00000001.11111111.11111111)
③ループバックアドレス
自分自身を表す仮想的なアドレス。
第１オクテットが127で始まります。
127.0.0.1/8(011111111.000000000.00000000.000000001)
④リンクローカルアドレス
DHCPが機能せずIPアドレスが付与されなかった際、仮に割り当てされるアドレス
169.254.0.1/16(10101001.11111110.00000000.00000001)
1-3. グローバルIPアドレス/プライベートIPアドレス
・IANA(ICANN)が管理する、インターネットで利用可能なIPアドレスをグローバルIPアドレス（パブリックアドレス）と言います。
・各ネットワークで管理する、インターネットで利用できずネットワーク内でのみ可能なＩＰアドレスをプライベートＩＰアドレスと言います。
・グローバルＩＰアドレス・プライベートＩＰアドレスの考え方はＩＰアドレス枯渇問題をIPv4を利用したまま、解決するために生まれました。
・NAT（Network Address Transiation）やPAT（Port Address Translation）といったグローバルIPアドレス⇔プライベートIPアドレス変換機能を持ったルータによって、プライベートIPアドレスを付与されたホストのインターネット接続が実現されます。
・プライベートIPアドレスの範囲はRFC1918によってクラスごとに定義されており、この範囲外はすべてグローバルIPとなります。
プライベートIPアドレスの範囲
①クラスA 10～始まります。（大規模向け）
②クラスB 172.16.00～172.31.255.255の間（中規模向け）
③クラスC 192.168.0.0～192.168.255.255の間になります（小規模向け）
1-4. サブネット化
ネットワークを更に小さなネットワークに分解することをサブネット化といいます。
サブネット０とサブネット１
サブネット０はサブネット部がすべて０のIPをサブネット１と言います。
サブネット１はサブネット部がすべて１のIPをサブネット０と言います。
最多サブネット数
※サブネット０とサブネット１が有効の場合
10101100.00010000.xxxxx000.00000000
サブネット部（5ビット）
最多サブネット数＝３２
最多サブネット数
※サブネット０/サブネット1が無効の場合
10101100.00010000.xxxx000.00000000
サブネット部(5ビット)
32-2=30
2. 練習問題
IPアドレス191.252.105.135が付与されているホストが所属するネットワークについて適切な物を答えなさい。
ただし接続出来るホストは最大５００台とします。
IPアドレスを無駄の無いように確保するものとします。
また、ゼロサブネットは無効と考えてください。
①アドレスクラス：
②プレフィックス長：
③サブネットマスク：
④ネットワークアドレス：
⑤ブロードキャスアドレス：
⑥最多サブネット数：
⑦最大ホスト数：
<h4>解説
まずは、アドレスクラスから考えます。
クラスAは２５６台、クラスBは５２４台、クラスCは約６５０００台所持できるので、
①のアドレスクラスの答えはクラスBになることが分かります。
次に500台は２の８乗（２５６）と２の9乗（５１２）の間にあります。
9ビットで表す事が可能になります。
最大ホスト数は9ビットの５１２からネットワークアドレスとブロードバンドアドレスを
引く必要がありますから、
512－2=510
⑦の最大ホスト数は510になります。
続いて、プレフィックス部について考えていきたいと思います。
先ほど、ホスト部は9ビットと説明しました。IPアドレスは３２ビットになります。３２－９＝２３がネットワーク部になりますので、②のプレフィックス長は２３が答えになります。
続いて、③のサブネットマスクは手前の23個を１で並べた状態の事いうので、
11111111.11111111.11111110.000000001が答えになります。
つづいて⑥の最多サブネット数ですが、サブネット部は
11111111.11111111.11111110.000000001の7ビット文になります。
したがって、２の7乗（１２８）ー２＝１２６となります。
※ゼロサブネットが無効なので、オール0とオール１分は引きます。
続いて、④と⑤のネットワークアドレスとブロードバンドアドレスについて考えていきたいと思います。
IPアドレス 191.252.105.135
第３オクテットと第４オクテットのみ2進数に変換します。
191.252.01101001.10000111
手前の7ビット分は、サブネット部になります。
なので、変化を加えるのは残りの9ビット分になりますから、
④ネットワークアドレスはその9ビット分をすべて０にします。
191.252.0110100.00000000
⑤ブロードキャストアドレスはその9ビット分をすべて１にします。
191.252.0110101.11111111
後は第３オクテットと第４オクテットを10進数に変換するだけです。
④191.252.104.0
⑤191.252.105.255
が答えになります。
答え
①アドレスクラス：クラスB
②プレフィックス長：３２－９＝２３
③サブネットマスク：11111111.11111111.11111110.00000000
④ネットワークアドレス：191.252.104.0
⑤ブロードキャスアドレス：191.252.105.255
⑥最多サブネット数：126
⑦最大ホスト数：510
になります。