【ネットワーク】IPアドレスのネットワーク部とホスト部について

はじめに

こんにちは。アメリカで独学でエンジニアを目指している者です。
IPアドレスは、コンピュータやネットワーク機器が相互に通信するために使用される識別番号です。このIPアドレスは「ネットワーク部」と「ホスト部」に分かれており、それぞれの役割を理解することが、ネットワーク設計やトラブルシューティングにおいて重要です。本記事では、IPアドレスのネットワーク部とホスト部の違い、計算方法、そしてネットワークアドレスとブロードキャストアドレスについて詳しく解説します。

ネットワーク部とは

ネットワーク部は、そのIPアドレスが属する ネットワーク（サブネット） を表します。同じネットワーク部を持つデバイス同士は、ルーターを介さずに通信できるのが一般的です。

• 例: 192.168.1.0/24 の場合、最初の 24ビット がネットワーク部になります。
• つまり、192.168.1.1 ～ 192.168.1.254 のアドレスを持つデバイスは 同じネットワークに属する ことになります。

ホスト部とは

ホスト部は、同じネットワーク内での個々のデバイスを識別する部分です。各デバイスには ユニークなホスト部 が割り当てられます。

• 例: 192.168.1.0/24 の場合、ホスト部は 最後の8ビット（1オクテット）。
• 192.168.1.10 と 192.168.1.20 は、同じ 192.168.1.0/24 のネットワークに属するが、それぞれ異なるホストとして識別される。

ネットワークアドレスの定義

ネットワークアドレスは、そのネットワーク全体を表すアドレスであり、ホスト部がすべて「0」 になっているIPアドレスです。
このアドレスは、実際のホスト（PCやサーバー）に割り当てることはできません。

• 例: 192.168.1.0/24 の ネットワークアドレス は 192.168.1.0
• 10.0.0.0/8 の ネットワークアドレス は 10.0.0.0

ネットワークアドレスの役割

ネットワークアドレスは、以下のような用途で使われます。

1. ルーティング情報の識別

• ルーターはネットワークアドレスを使って、どの経路で通信を送るか判断します。

1. ネットワークの区切りを定義

• 192.168.1.0/24 と 192.168.2.0/24 は、異なるネットワークとして識別される。

ブロードキャストアドレスの定義

ブロードキャストアドレスは、そのネットワーク内の すべてのホストに一斉にデータを送信するための特別なアドレス です。
このアドレスは、ホスト部がすべて 「1」 になっています。

• 例: 192.168.1.0/24 の場合、ブロードキャストアドレス は 192.168.1.255
• 10.0.0.0/8 の場合、ブロードキャストアドレス は 10.255.255.255
• ブロードキャストアドレスは、ネットワーク内の全ホストに同時にメッセージを送る際に使用されます。

IPアドレスの計算方法

ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを求める手順を例を用いて説明します。

例1: 192.168.1.0/24 の場合

• ネットワークアドレス: 192.168.1.0
• ホスト範囲: 192.168.1.1 ～ 192.168.1.254
• ブロードキャストアドレス: 192.168.1.255

例2: 10.0.0.0/16 の場合

• ネットワークアドレス: 10.0.0.0
• ホスト範囲: 10.0.0.1 ～ 10.0.255.254
• ブロードキャストアドレス: 10.0.255.255

ネットワーク部が同じ場合の通信について

一般的に、ネットワーク部が同じIPアドレス同士は、ルーターを介さず直接通信が可能です。

同じネットワーク部の通信

• 192.168.1.10/24 と 192.168.1.20/24 は同じネットワーク (192.168.1.0/24) 内にあるため、ルーターなしで通信可能。

異なるネットワーク部の通信

• 192.168.1.10/24 と 192.168.2.20/24 は異なるネットワークに属しているため、ルーターを経由しないと通信できません。

まとめ

• IPアドレスはネットワーク部とホスト部に分かれる
• ネットワークアドレスはホスト部がすべて 0 のアドレス
• ブロードキャストアドレスはホスト部がすべて 1 のアドレス
• 同じネットワーク部のホスト同士はルーターなしで通信できる