サブネット計算機

デバイスの IP アドレスは、このデバイスの位置とデバイスとの通信の可用性の程度に関する情報を含む一意の識別子です。

デバイスの IP アドレスの存在は、デバイス間で情報を交換するための前提条件です。「IP アドレス」という用語を簡単に理解するために、厳密に定義された宛先に手紙や小包を届けることができる、よく知られている郵便住所に例えることができます。あるデバイスから別のデバイスに情報 (メッセージ) を送信するときにも、同様のプロセスが発生します。この操作では、IP アドレスが郵便アドレスの役割を果たします。 IP の略語は「インターネットプロトコル」の略で、インターネット (ローカルエリアネットワーク) 経由で送信するデータの形式を決定する一連のルールを指します。

IP アドレスデバイスの詳細

ネットワーク上で確認できる標準の IP アドレスは、ドットを使用して 4 つのグループに分割された一連の数字です。

192.168.0.1 は、ほとんどのルーターとモデムで最も一般的な IP アドレスです。私たちの多くは、モデムやルーターの設定メニューに入るために、この文字の組み合わせを繰り返し入力してきました。

上記のアドレスには 4 つの数値があり、それぞれがオクテット (8 桁の 2 進数) として表されます。値は 0000 0000 ～ 1111 1111 の範囲で記述できます。また、記述は 10 進数で記述でき、範囲は 0 ～ 255 (256 個の値) です。

この場合、アドレス範囲は 0.0.0.0 ～ 255.255.255.255 です。考えられるすべてのエントリ、つまり IP アドレスをカウントすると、4,294,967,296 という数値が得られます。

上記のレコード形式は IPv4 と呼ばれ、標準の 32 ビット形式のアドレスです。現在、ネットワーク上で最も人気があり、需要があります。ただし、可能なのは IPv4 だけではなく、IPv6 と呼ばれる 128 ビットの標準もあります。この形式のアドレスの数は、地球上のすべての住民に数兆のアドレスを提供できるほどの価値があります。

説明では IPv4 標準に準拠しますが、すべてのルールと原則は IPv6 にも当てはまります。

IP アドレスの構成

標準の IP アドレスは単なる数字の集合ではなく、このエントリには情報が含まれており、構造的には次の 2 つの部分に分けることができます。

ホスト番号、
ネットワーク番号。

たとえば、よく知られたアドレスエントリ 192.168.1.34 には、次の情報が含まれています。

192.168.1 — ネットワーク番号、
34 はデバイス (ホスト) 番号です。

ちなみに、同じネットワーク上のすべてのデバイスは 192.168.1 で始まります。デバイスの IP アドレスにエントリ 192.168.2 が含まれている場合、以前のデバイス (192.168.1) に接続できません。このようなデバイスを相互に接続するには、このタスクを確実に完了するための別のルーターが必要になります。このルーターはブリッジとして機能します。つまり、あるネットワークからのデータは、それを介して別のネットワークに到達できます。

IP アドレスの分類

IP アドレスの取り扱いを効率化するために、IP アドレスは次の種類に基づいて分類されています。

クラス A - 大規模ネットワーク
クラス B - 中規模ネットワーク
クラス C - 小規模ネットワーク
クラス D - 127.0.0.0 (localhost) 形式の予約済みアドレス。
クラス E - 192.168.X.X 形式の予約済みアドレス。 (モデムとルーターの ID)。

利用可能な IP アドレスは膨大な数に見えますが、ネットワーク上のデバイス (ホスト) の数に比べれば不足しています。この問題により、インターネットプロバイダーは IPv6 標準の IP アドレスを積極的に使用するようになりました。ただし、IPv4 形式のアドレスが IPv6 に簡単に変換される場合、それを IPv4 に戻すことはできなくなります。

すべてのプロバイダーが加入者を IPv4 形式から IPv6 形式に移行したわけではないため、ネットワーク内では両方のアドレスが優勢になります。このように異なる規格を組み合わせて使用する場合の問題は、それらの非互換性であり、これを解決するために「トンネリング」と呼ばれる特別なアルゴリズムが使用されます。これは、異なる IP アドレス規格を持つデバイスが情報を交換できる特別なチャネルを作成することで構成されます。

ネットワークを独自に設計する必要がある場合や、インターネットとローカルネットワークの設定に関連する他の多くのタスクを解決する場合は、IP アドレスデバイスの機能を理解することが前提条件となります。

サブネットマスクは、IP アドレスからネットワーク番号とデバイス (ホスト) 番号を抽出できる特別なアルゴリズムです。視覚的には、サブネットマスクエントリは通常の IP アドレスと混同されやすいですが、実際には、その指定には 1 と 0 のシーケンスが含まれており、IP アドレス内の何ビットがネットワーク番号によって占められているか、また何ビットが占めているかを示しています。デバイス (ホスト) 番号によって決まります。

さらに、このアルゴリズムを利用して、単一の大規模ネットワーク内に複数のサブネットが作成されます。この方法を実装すると、ルーターとして機能する 1 台のコンピューターを使用してサブネットを接続できます。このアプローチにより、異なるネットワークのホストが相互に接続できるようになります。

サブネットマスクとは何か、およびその計算方法

サブネットマスクは、IP アドレスと同様、255.255.0.0 の 4 つの数字で構成されます。

エントリの先頭は、IP アドレスの形式に視覚的に似ています。上記のエントリがバイナリコードで表される場合、次のシーケンスが取得されます: 1111 1111 0000 0000。このエントリでは、0 はデバイス (ホスト) 番号に関する情報を提供し、1 はネットワーク番号に関する情報を提供します。

マスクを作成するには、原則として、論理演算子「AND」と「NOT」を使用します。それらがどのように機能するかを理解すれば、実際には、任意の IP アドレスからサブネットマスクを取得できます。

サブネットマスクの選択方法

ほとんどの場合、サブネットマスクはプログラムで設定されます。これは、サーバーまたはシステムの構成時に実行できます。ユーザーがサブネットマスクを確認するには、その説明を見つける必要があります。詳細なネットワーク設定で見つけることができます。

マスクには、ネットワーク番号のビット数に関する情報が含まれています。たとえば、大規模なネットワークの場合、最初の番号のみが数値になります: 255.0.0.0。小規模なネットワークの場合、エントリ 255.255.255.0 が関連します。このエントリでは、ネットワーク番号は最初の 3 つの数字で示されます。

サブネットマスクの別の使用方法

サブネットマスクを使用してデバイスとネットワークの番号を強調表示することだけが便利な機能ではありません。

このアルゴリズムを使用すると、大規模なネットワークを小規模なネットワークに分割できます。たとえば、会社の一般的なネットワークを、同じ建物内にある互いに離れた部門やオフィスに分割するというタスクに直面したときに、この機会を利用できます。

ネットワーク番号が 185.12.0.0、マスクが 255.255.0.0 であるとします。このネットワークは 65,000 台を超えるデバイスを提供でき、これは 1 つのオフィス内のすべてのコンピュータを収容するのに十分です。

しかし、同じ建物内に複数の小規模オフィスがあり、それらすべてをネットワークに接続する必要がある場合はどうすればよいでしょうか? 個々のオフィスごとに数万の IP アドレスを持つ新しいネットワークを作成することは、かなり非合理的な解決策です。したがって、この状況を打開する最も現実的な方法は、185.12.0.0 ネットワークを別々のサブネットに分割することであると考えています。

このタスクを実装するには、255.255.0.0 の代わりにマスク 255.255.255.0 を使用します。その結果、1 つの大きなサブネット内に 256 の小さなサブネットが存在することになります。各サブネットは 256 台のデバイスをサポートできます。

より多くのデバイスがあるオフィスの場合は、マスク 255.255.254.0 を使用できます。これにより、最大 512 台のデバイスをネットワークに接続できるようになりますが、サブネットの数は 128 に減少します。

サブネットの数を数える方法

多くの場合、サブネットマスクの計算が必要になります。これは、1 つのサブネット内の IP アドレスの数を決定したり、モデムやルーターなどのデバイスを構成したりすることが重要な場合に関係します。

サブネットの数を手動で計算したい場合は、普遍的な基本式を使用できます。

232 - N - 2、

ここで、N はサブネットの長さ (ビット数) です。

ただし、サブネットの数を手動で数える人はほとんどいません。この目的のために、すべての計算をオンラインで実行できる特別な計算機がネットワーク上にあるからです。

サブネットマスクの計算はかなり複雑なタスクであり、その実装にはネットワーク構築の基本を知っている必要があります。ただし、このタスクを簡素化するために、専門家は、すべての初期データが存在する場合にサブネットマスクを計算するタスクを大幅に簡素化できる特別な計算ツールを作成しました。

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