IPアドレスのクラス

各クラスの説明

クラスにはA, B, C, D, Eの5種類あります。
「IPアドレスの数字列の初めに、0が何番目に来るか」によってクラスが決まります。クラスを決定する最初の数ビットのことを上位ビット(leading bits)と言う。

クラスA: 1番目に0が来る(0...)。0.0.0.0 – 127.255.255.255
クラスB: 2番目に0が来る(10...)。128.0.0.0 – 191.255.255.255.
クラスC: 3番目に0が来る(110...)。192.0.0.0 – 223.255.255.255.
クラスD: 4番目に0が来る(1110...)。224.0.0.0 – 239.255.255.255.
クラスE: 0が来ない(1111...)。240.0.0.0 – 255.255.255.255.

クラスA~Cが決まると、「IPアドレスをどこで分けるか」が決まります。クラスDはマルチキャストであることが決まります。クラスEは研究機関の実験用にとってあるIPアドレスです。研究機関のネットワーク研究者以外はこのクラスのIPアドレスを使えません。

クラスA: 8/9
クラスB: 16/17
クラスC: 24/25
クラスD: マルチキャスト
クラスE: 研究機関の実験用

Private

Class A: 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255
Class B: 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255
Class C: 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255

クラスに分ける理由

クラスD/Eには特別な働きがあるので、クラスを分ける必要がありそうです。しかし、なぜクラスA/B/Cの違いは必要なのでしょうか。それは、あるネットワークにおいて、接続できるホストの数(コンピュータの数)を調整するためです。そしてそれによって、ネットワークの規模によって地球上で使えるIPアドレスを分類するためです。

クラスA: ホストアドレス部が24ビット →　2^24-2(16777214)個のホストを設定可能
クラスB: ホストアドレス部が16ビット →　2^16-2(65534)個のホストを設定可能
クラスC: ホストアドレス部が8ビット →　2^8-2(254)個のホストを設定可能

ホストアドレス部が"全て0"と"全て1"は使うことができません。そのため、設定可能なホスト数は2の累乗から2を引いています。

"全て0"は、ネットワーク自体のIPアドレスとして割り当てられています。
"全て1"は、そのネットワークの中の全てのホストをまとめて表すIPアドレスとしてプログラムされています。
あるネットワークの中の全てのホストにデータを送信することを「ブロードキャスト」と言います。

つまり、クラスAは大規模、クラスBは中規模、クラスCは小規模なネットワークと言えます。

IPアドレスの分布

Classful IP address occupancy by class
GeeksForGeeksより

クラスAは2^7-2(126)
クラスBは2^14-2(16382)
クラスCは2^21-2(2097150)

ネットワークを分割するサブネットマスク

サブネットマスク

本来ホストアドレス部だった部分を一部使ってサブネット(更に分割されたネットワーク)を表すビットとして扱います。サブネットマスクは、IPアドレスと対応しており、IPアドレスと一緒に使わないと意味がありません。そのため、32bitのbit列になります。

IPアドレスのクラスを確認します。ここでは、クラスBだと仮定します。

10101010.10101010.10101010.10101010

そのクラスの、IPアドレスのネットワークアドレス部のビット数(桁数)を思い出します。クラスBなら16ビットですね。

// ネットワークアドレス部(host_ID)
10101010.10101010.|10101010.10101010

サブネットマスクを作る。サブネットの識別子を含むホストアドレス部rest_bit(host_ID)サブネット(subnet_ID)に当たる部分を含めたネットワークアドレス部を全て1、ホストアドレス部を全て0。

// サブネットマスク
11111111.11111111.11000000.00000000

サブネットマスクをIPアドレスと併記する

10101010.10101010.10101010.10101010/11111111.11111111.11000000.00000000