はじめに
この資料はアドレスがどのように分類されるかおよびサブネットがどのように働くかのようなIPをルーティングするためにルータを設定するために必要な基本的な情報を、提供しました。 ルータ上の各インターフェイスに、一意のサブネットを持つIPアドレスを割り当てる方法について説明します。 すべてを一緒に結ぶのを助けるために含まれている例があります。
前提条件
要件
2進数および10進数の基本的な理解があることを推奨します。
使用されるコンポーネント
このドキュメントは、特定のソフトウェアおよびハードウェアのバージョンに限定されません。
このドキュメントの情報は、特定のラボ環境のデバイスから作成されたものです。 この資料で使用されるデバイスすべてはクリアされた（デフォルトの）設定と始まりました。 ネットワークが稼働している場合は、コマンドの潜在的な影響を理解していることを確認してください。
追加情報
定義が役立つ場合は、これらの語彙用語を使用して開始してください:
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アドレス-ネットワーク内の1つのホストまたはインターフェイスに割り当てられた一意の番号ID。
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Subnet-特定のサブネットアドレスを共有するネットワークの一部。
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サブネットマスク-アドレスのどの部分がサブネットを参照し、どの部分がホストを参照するかを記述するために使用される32ビットの組み合
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インターフェイス-ネットワーク接続。
インターネットネットワークインフォメーションセンター(InterNIC)から正当なアドレスを既に受け取っている場合は、開始する準備が整いました。 インターネットに接続する予定がない場合は、RFC1918の予約済みアドレスを使用することを強くお勧めします。
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Ipアドレスを理解する
IPアドレスは、IPネットワーク上のデバイスを一意に識別するために使用されるアドレスです。 アドレスは32のバイナリビットで構成されており、サブネットマスクの助けを借りてネットワーク部分とホスト部分に分割することができます。 32ビットのバイナリビットは四つのオクテット（1オクテット=8ビット）に分割されている。 各オクテットは10進数に変換され、ピリオド(ドット)で区切られます。 このため、IPアドレスはドット付き10進数形式（たとえば、172.16.81.100）で表現されると言われています。 各オクテットの値の範囲は、0～255decimal、または00000000-11111111binaryです。
バイナリオクテットがdecimalに変換される方法は次のとおりです。オクテットの右端のビットまたは最下位ビットは20の値を保持します。 その左のビットは21の値を保持します。 これは、27の値を保持する左端ビットまたは最上位ビットまで続きます。 したがって、すべてのバイナリビットが1の場合、ここに示すように10進数に相当するものは255になります:p>
1 1 1 1 1 1 1 1 128 64 32 16 8 4 2 1 (128+64+32+16+8+4+2+1=255)
すべてのビットが1に設定されていない場合のオクテット変換のサンプルです。P>
0 1 0 0 0 0 0 1 0 64 0 0 0 0 0 1 (0+64+0+0+0+0+0+1=65)
このサンプルは、バイナリと小数の両方で表されるIPアドレスを示しています。
10. 1. 23. 19 (decimal) 00001010.00000001.00010111.00010011 (binary)
これらのオクテットは、大規模および小規模のネットワークに対応できるアドレッシングスキームを提供 ネットワークには、AからEの5つの異なるクラスがあります。 クラスDとEは予約されており、それらの議論はこのドキュメントの範囲を超えているため、このドキュメントではクラスAからCに焦点を当て
注:また、このドキュメントでは、IPアドレス指定とサブネット化の理解を容易にするために、”クラスA、クラスB”などの用語が使用されていることに注 これらの用語は、クラスレスドメイン間ルーティング（CIDR）の導入のために、もはや業界ではほとんど使用されていません。
IPアドレスが与えられた場合、そのクラスは三つの上位ビット（最初のオクテットの左端の三つのビット）から決定することができます。 図1は、3つの上位ビットの重要性と、各クラスに含まれるアドレスの範囲を示しています。 情報提供のために、クラスDとクラスEのアドレスも示されています。
図1
クラスAアドレスでは、最初のオクテットはネットワーク部分であるため、図1のクラスAの例では、1.0.0.0-127.255.255.255のメジャーナ オクテット2、3、および4(次の24ビット)は、ネットワークマネージャが適切に考えるようにサブネットとホストに分割するためのものです。 クラスAアドレスは、65,536以上のホストを持つネットワークに使用されます（実際には、最大16777214のホスト！).
クラスBアドレスでは、最初の二つのオクテットはネットワーク部分であるため、図1のクラスBの例では、128.0.0.0-191.255.255.255の主要なネットワークアド オクテット3および4(16ビット)は、ローカルサブネットおよびホスト用です。 クラスBアドレスは、256～65534のホストを持つネットワークに使用されます。
クラスCアドレスでは、最初の三つのオクテットはネットワーク部分です。 図1のクラスCの例では、192.0.0.0-223.255.255.255の主要なネットワークアドレスが使用されています。 オクテット4(8ビット)は、ローカルサブネットとホスト用であり、254ホスト未満のネットワークに最適です。
ネットワークマスク
ネットワークマスクは、アドレスのどの部分がネットワークを識別し、どの部分がノードを識別するかを知るのに役立ちます。 クラスA、B、およびCネットワークには、次のようなデフォルトのマスクがあります。
Class A: 255.0.0.0Class B: 255.255.0.0Class C: 255.255.255.0
サブネットされていないクラスaネットワーク上のIPアドレスには、8.20.15.1のようなアドレス/マスクのペアがあります。255.0.0.0. マスクがどのようにアドレスのネットワーク部分とノード部分を識別するのに役立つかを確認するには、アドレスとマスクを2進数に変換します。
8.20.15.1 = 00001000.00010100.00001111.00000001255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000
アドレスとマスクをバイナリで表現すると、ネットワークとホストIDの識別が容易になります。 対応するマスクビットが1に設定されているアドレスビットは、ネットワークIDを表します。 対応するマスクビットが0に設定されているアドレスビットは、ノードIDを表します。
8.20.15.1 = 00001000.00010100.00001111.00000001255.0.0.0 = 11111111.00000000.00000000.00000000 ----------------------------------- net id | host id netid = 00001000 = 8hostid = 00010100.00001111.00000001 = 20.15.1
サブネットを理解
サブネットを使用すると、単一のクラスA、B、またはCネットワーク内に存在す サブネットを使用しない場合は、クラスA、B、またはCネットワークから1つのネットワークしか使用できませんが、これは現実的ではありません。
ネットワーク上の各データリンクは一意のネットワークIDを持ち、そのリンク上のすべてのノードは同じネットワークのメンバーである必要があります。 主要なネットワーク(クラスA、B、またはC)を小さなサブネットワークに分割すると、サブネットワークを相互接続するネットワークを作成できます。 このネットワーク上の各データリンクには、一意のネットワーク/サブネットワークIDがあります。 N個のネットワーク/サブネットワークを接続するデバイスまたはゲートウェイには、相互接続するネットワーク/サブネットワークごとにn個の個別のIPアド
ネットワークをサブネットするには、サブネットワークIDを作成するために、アドレスのホストID部分からのビットの一部でナチュラルマスクを拡張 たとえば、204.17.5のクラスCネットワークが与えられます。0は255.255.255.0の自然なマスクを持っている、あなたはこのようにサブネットを作成することができます：
204.17.5.0 - 11001100.00010001.00000101.00000000255.255.255.224 - 11111111.11111111.11111111.11100000 --------------------------|sub|----
マスクを255.255.255.224に拡張することにより、あなたは三つのビットを取っていますアドレスの元のホスト部分から（”sub”で示される）、サブネットを作るためにそれらを使用しました。 これらの3つのビットを使用すると、8つのサブネットを作成することができます。 残りの5つのホストIDビットを使用すると、各サブネットは最大32個のホストアドレスを持つことができ、そのうちの30個は、すべて0またはすべての1のホストidが許可されていないため、実際にはデバイスに割り当てることができます(これを覚えておくことは非常に重要です)。 だから、これを念頭に置いて、これらのサブネットが作成されています。P>
204.17.5.0 255.255.255.224 host address range 1 to 30204.17.5.32 255.255.255.224 host address range 33 to 62204.17.5.64 255.255.255.224 host address range 65 to 94204.17.5.96 255.255.255.224 host address range 97 to 126204.17.5.128 255.255.255.224 host address range 129 to 158204.17.5.160 255.255.255.224 host address range 161 to 190204.17.5.192 255.255.255.224 host address range 193 to 222204.17.5.224 255.255.255.224 host address range 225 to 254
注：これらのマスクを示すには二つの方法があります。 まず、”自然な”クラスCマスクよりも3ビット多いので、これらのアドレスを3ビットのサブネットマスクを持つものとして表すことができます。 または、第二に、255.255.255のマスク。マスク内には２ ７ビットが設定されているので、２ ２ ４は／２ ７と表すこともできる。 この第二の方法は、CIDRで使用されます。 この方法では、これらのネットワークの1つを接頭辞/長さの表記で記述できます。 たとえば、204.17.5.32/27はネットワーク204.17.5.32 255.255.255.224を示します。 必要に応じて、接頭辞/長さの表記は、このドキュメントの残りの部分でマスクを示すために使用されます。
このセクションのネットワークサブネットスキームでは、八つのサブネットが許可されており、ネットワークは次のように表示されます:
図2
図2の各ルータは四つのサブネットワークに接続されており、一つのサブネットワークは両方のルータに共通しています。 また、各ルータには、接続されている各サブネットワークのIPアドレスがあります。 各サブネットワークは、最大30個のホストアドレスをサポートする可能性があります。
これは興味深い点をもたらします。 サブネットマスクに使用するホストビットが多いほど、使用可能なサブネットが増えます。 ただし、使用可能なサブネットが多いほど、サブネットごとに使用可能なホストアドレスは少なくなります。 たとえば、204.17.5.0のクラスCネットワークと255のマスクです。255.255.224(/27)では、それぞれ32個のホストアドレスを持つ8つのサブネットを持つことができます(そのうち30個をデバイスに割り当てることができます)。 255.255.255.240(/28)のマスクを使用する場合、ブレークダウンは次のようになります。
204.17.5.0 - 11001100.00010001.00000101.00000000255.255.255.240 - 11111111.11111111.11111111.11110000 --------------------------|sub |---
サブネットを作るために四つのビットがあるので、ホストアドレスには四つのビットしか残っていません。 したがって、この場合、最大16個のサブネットを持つことができ、それぞれが最大16個のホストアドレスを持つことができます（そのうち14個をデバ
クラスBネットワークがどのようにサブネット化されるかを見てみましょう。 ネットワーク172をお持ちの場合。16.0.0、あなたはその自然なマスクが255.255.0.0または172.16.0.0/16であることを知っています。 マスクを255.255.0.0を超えるものに拡張することは、サブネット化していることを意味します。 あなたはすぐにあなたがクラスCネットワークよりも多くのサブネットを作成する能力を持っていることを見ることができます。 255.255.248.0(/21)のマスクを使用する場合、サブネットごとにいくつのサブネットとホストが許可されますか？p>
172.16.0.0 - 10101100.00010000.00000000.00000000255.255.248.0 - 11111111.11111111.11111000.00000000 -----------------| sub |-----------
サブネットには元のホストビットから五ビットを使用します。 これにより、32個のサブネット（25個）を持つことができます。 サブネットに5ビットを使用した後、ホストアドレスには11ビットが残ります。 これにより、各サブネットは2048個のホストアドレス（211）を持ち、そのうち2046個をデバイスに割り当てることができます。
注:以前は、サブネット0(すべてのサブネットビットがゼロに設定されています)とすべての1サブネット(すべてのサブネットビットが1に設定されています)の使用に制限がありました。 一部のデバイスは、これらのサブネットの使用を許可しません。 Cisco Systemsデバイスでは、ip subnet zeroコマンドが設定されている場合、これらのサブネットの使用が許可されます。
例
サンプル演習1
サブネットの理解ができたので、この知識を使用してください。 この例では、2つのデバイスに割り当てられた接頭辞/長さ表記で記述された2つのアドレス/マスクの組み合わせが与えられます。 タスクは、これらのデバイスが同じサブネット上にあるのか、異なるサブネット上にあるのかを判断することです。 各デバイスのアドレスとマスクを使用して、各アドレスが属するサブネットを決定できます。P>
DeviceA: 172.16.17.30/20DeviceB: 172.16.28.15/20
DeviceAのサブネットを決定します:
172.16.17.30 - 10101100.00010000.00010001.00011110255.255.240.0 - 11111111.11111111.11110000.00000000 -----------------| sub|------------subnet = 10101100.00010000.00010000.00000000 = 172.16.16.0
対応するマスクビットが一つに設定されているアドレスビットを見て、他のすべてのアドレスビットをゼロに設定します(これは、マスクとアドレスの間に論理”AND”を実行するのと同じです)。 この場合、DeviceAはサブネット172.16.16.0に属します。
DeviceBのサブネットを決定します:これらの決定から、DeviceAとDeviceBは同じサブネットの一部であるアドレスを持ちます。
サンプル演習2
クラスCネットワークが204.15.5.0/24である場合、図3のネットワークを作成するためにネットワークをサブネットし、ホスト要件
図3
図3に示すネットワークを見ると、五つのサブネットを作成する必要があることがわかります。 最大のサブネットは28個のホストアドレスをサポートしている必要があります。 これはクラスCネットワークで可能ですか？ もしそうなら、どうやって？
サブネットの要件を確認することから始めることができます。 必要な5つのサブネットを作成するには、クラスCのホストビットから3つのビットを使用する必要があります。 二つのビットは、あなたに四つのサブネット（22）を許可します。
サブネットビットが3つ必要なので、アドレスのホスト部分には5ビットが残ります。 どのように多くのホストは、このサポートしていますか？ 25=32(30) これは要件を満たしています。
したがって、クラスCネットワークでこのネットワークを作成することが可能であると判断しました。 サブネットワークスを割り当てる方法の例は次のとおりです。
netA: 204.15.5.0/27 host address range 1 to 30netB: 204.15.5.32/27 host address range 33 to 62netC: 204.15.5.64/27 host address range 65 to 94netD: 204.15.5.96/27 host address range 97 to 126netE: 204.15.5.128/27 host address range 129 to 158
VLSM Example
前のサブネットのすべての例では、同じサブネットマスクがすべてのサブネットに適用されていたことに注意してください。 これは、各サブネットが使用可能なホストアドレスの数が同じであることを意味します。 これが必要な場合もありますが、ほとんどの場合、すべてのサブネットに同じサブネットマスクを使用すると、アドレス空間が無駄になります。 たとえば、サンプル演習2のセクションでは、クラスCネットワークが8つの等しいサイズのサブネットに分割されました; しかし、各サブネットは利用可能なすべてのホストアドレスを利用していなかったため、アドレス空間が無駄になりました。 図4は、この無駄なアドレス空間を示しています。
図4
図4は、使用されているサブネットのNetA、NetC、NetDに未使用のホストアドレス空間がたくさんあることを示しています。 これは将来の成長を考慮した意図的な設計であった可能性がありますが、多くの場合、同じサブネットマスクがすべてのサブネットに使用されて
可変長サブネットマスク(VLSM)を使用すると、サブネットごとに異なるマスクを使用できるため、アドレス空間を効率的に使用できます。
VLSMの例
サンプル演習2と同じネットワークと要件を考えると、次のようにVLSMを使用したサブネット方式を開発します。
netA: must support 14 hostsnetB: must support 28 hostsnetC: must support 2 hostsnetD: must support 7 hostsnetE: must support 28 host
必要な数のホストを許可するマスクを決定します。p>
netA: requires a /28 (255.255.255.240) mask to support 14 hostsnetB: requires a /27 (255.255.255.224) mask to support 28 hostsnetC: requires a /30 (255.255.255.252) mask to support 2 hostsnetD*: requires a /28 (255.255.255.240) mask to support 7 hostsnetE: requires a /27 (255.255.255.224) mask to support 28 hosts* a /29 (255.255.255.248) would only allow 6 usable host addresses therefore netD requires a /28 mask.
サブネットを割り当てる最も簡単な方法は、最初に最大のものを割り当てることです。 たとえば、次のように割り当てることができます。
netB: 204.15.5.0/27 host address range 1 to 30netE: 204.15.5.32/27 host address range 33 to 62netA: 204.15.5.64/28 host address range 65 to 78netD: 204.15.5.80/28 host address range 81 to 94netC: 204.15.5.96/30 host address range 97 to 98
これは図5に示すようにグラフィカルに表すことができます。
図5
図5は、vlsmを使用すると、アドレス空間の半分以上を節約できた方法を示しています。
CIDR
Classless Interdomain Routing(CIDR)は、インターネットにおけるアドレス空間の使用率とルーティングのスケーラビリティの両方を改善するために導入されました。 これは、インターネットの急速な成長とインターネットルータに保持されているIPルーティングテーブルの成長のために必要でした。CIDRは従来のIPクラス（クラスA、クラスB、クラスCなど）から移動します。 CIDRでは、ipネットワークはIPアドレスとマスクの長さのいくつかの指標である接頭辞で表されます。 長さは、1に設定されている左端の連続したマスクビットの数を意味します。 したがって、ネットワーク172.16.0.0 255.255.0.0は172.16.0.0/16として表すことができます。 CIDRはまた、各ドメインがより高いレベルからIPアドレスを取得する、より階層的なインターネットアーキテクチャを示しています。 これにより、ドメインの要約をより高いレベルで行うことができます。 たとえば、ISPがネットワーク172.16.0.0/16を所有している場合、ISPは172.16.1.0/24、172.16.2.0/24などを顧客に提供できます。 しかし、他のプロバイダに広告する場合、ISPは172.16.0.0/16を宣伝するだけで済みます。CIDRの詳細については、RFC1518を参照してください。およびRFC1519。
Appendix
Sample Config
Routers A and B are connected via serial interface.
Router A
hostname routera ! ip routing ! int e 0 ip address 172.16.50.1 255.255.255.0 !(subnet 50) int e 1 ip address 172.16.55.1 255.255.255.0 !(subnet 55) int s 0 ip address 172.16.60.1 255.255.255.0 !(subnet 60) int s 0 ip address 172.16.65.1 255.255.255.0 (subnet 65) !S 0 connects to router B router rip network 172.16.0.0
Router B
hostname routerb ! ip routing ! int e 0 ip address 192.1.10.200 255.255.255.240 !(subnet 192) int e 1 ip address 192.1.10.66 255.255.255.240 !(subnet 64) int s 0 ip address 172.16.65.2 (same subnet as router A's s 0) !Int s 0 connects to router A router rip network 192.1.10.0 network 172.16.0.0
Host/Subnet Quantities Table
Class B Effective Effective# bits Mask Subnets Hosts------- --------------- --------- --------- 1 255.255.128.0 2 32766 2 255.255.192.0 4 16382 3 255.255.224.0 8 8190 4 255.255.240.0 16 4094 5 255.255.248.0 32 2046 6 255.255.252.0 64 1022 7 255.255.254.0 128 510 8 255.255.255.0 256 254 9 255.255.255.128 512 126 10 255.255.255.192 1024 62 11 255.255.255.224 2048 30 12 255.255.255.240 4096 14 13 255.255.255.248 8192 6 14 255.255.255.252 16384 2Class C Effective Effective# bits Mask Subnets Hosts------- --------------- --------- --------- 1 255.255.255.128 2 126 2 255.255.255.192 4 62 3 255.255.255.224 8 30 4 255.255.255.240 16 14 5 255.255.255.248 32 6 6 255.255.255.252 64 2 *Subnet all zeroes and all ones included. These might not be supported on some legacy systems.*Host all zeroes and all ones excluded.