サブネットマスクが分かればサブネット内のIP数は既に分かっている

情報試験などで最初からサブネットマスクの値が与えられている場合、
その時点でそのサブネットマスクで構成される、
１サブネットワーク内のIPアドレス数（ステップ数）は、
単純な引き算で簡単に求められます。

サブネットマスクが分かればサブネット内のIP数は瞬殺

サブネットマスクとは、
ネットワーク内のネットワーク部とホスト部を任意のビット位置で分割し、
サブネットワークを構成するために利用される、
「255.255.255.0」などの形式の値です。

このサブネットマスクが問題などで出てきたら、
結構重要なヒントを与えてくれることになります。

これが分かっていると、

構成される１つのサブネットに含まれるIPアドレスの総数(*1)が分かるためです。

*1）厳密にはオクテットの位置によって、
総数ではなくIPアドレスのネットワーク分割のステップ数が分かります。

まずサブネットマスクの第四オクテット部分が、
0～255までの場合のIP数を一覧で見てみます。

※「1-3」は前半の３オクテットを示します。
※「4」は最後の第四オクテットを示します。

上記の表は別に珍しいものでもないでしょう。

では、以下の式で見てみましょう。

※「総IP数」は0～255までのIP数を示します。
※「第四オクテット値」はサブネットマスクの第四オクテットの値を示します。

(*2)ここは本来０ですが２の０乗が１になる為ここでは１になっていますが、
「255」の場合は「ホストなしの０」です。

検証となぜそうなるのか？

どうしてそうなるのか？という部分ですが、
それはサブネットマスクのビットパターンを見るとわかります。

00000000 （0）
10000000 （128）
11000000 （192）
11100000 （224）
11110000 （240）
11111000 （248）
11111100 （252）
11111110 （254）
11111111 （255）

分かりきったビットパターンかと思います。

しかし、この後半に０が続くビットパターンに何か気づきませんか？

ネットワークIPアドレスのビットパターンと同じです。
（ホスト部がすべて０である）

ということです。

 検証

例として以下の例を考えます。

IPアドレス：192.168.0.0
サブネットマスク：255.255.255.240

この条件から構成されるネットワークをCIDRにすると、
192.168.0.0/28ですが、

このネットワークは、192.168.0.0/24のサブネットワークの１つです。
そこで、他のサブネットワークを確認します。

CIDRからその他のサブネットワークを確認するには以下が利用できます。

以下が192.168.0.0/24を「255.255.255.240(/28)」で、
サブネットワーク分割した際のサブネットワーク一覧です。

サブネットワークの場合でもルールは一緒で、
各CIDRのビットパターンは28桁目以降(ホスト部)は、
すべて「0」になっています。（後述）

ここで、着眼して欲しい点としては１６行目です。

「240」が出てきていますね。

そして、その最後の１６個目のサブネットワークの、
IPアドレスの範囲は192.168.0.240 - 192.168.0.255になっています。

240～255(240を含む)で１６個です。

これが「２５６－２４０＝１６」で、
１つのサブネットワークのIP数（ステップ数）が求まる理由です。

※第三オクテットなどではIP数にはなりません。
この場合IPのステップ数と解釈できます。

サブネットマスクのルールから見た場合

192.168.0.0/24をサブネットマスクを255.255.255.240で、
サブネットワーク化した場合の各ビットパターンを比較します。

赤は「/24」のネットワーク部
ピンクは255.255.255.240によってサブネット分割されたビット部
青は各サブネットワークのホストビット部

11000000.10101000.00000000.00000000（192.168.0.0）
11000000.10101000.00000000.00010000（192.168.0.16）
11000000.10101000.00000000.00100000（192.168.0.32）
11000000.10101000.00000000.00110000（192.168.0.48）
11000000.10101000.00000000.01000000（192.168.0.64）
11000000.10101000.00000000.01010000（192.168.0.80）
11000000.10101000.00000000.01100000（192.168.0.96）
11000000.10101000.00000000.01110000（192.168.0.112）
11000000.10101000.00000000.10000000（192.168.0.128）
11000000.10101000.00000000.10010000（192.168.0.144）
11000000.10101000.00000000.10100000（192.168.0.160）
11000000.10101000.00000000.10110000（192.168.0.176）
11000000.10101000.00000000.11000000（192.168.0.192）
11000000.10101000.00000000.11010000（192.168.0.208）
11000000.10101000.00000000.11100000（192.168.0.224）
11000000.10101000.00000000.11110000（192.168.0.240）

これはすべて「ネットワークIP」ですので、
ホストビット部はすべて０になっています。

各サブネットワーク内でホストIPを表現できる数は、
「0000」の４ビットです。

４ビットは、２の４乗の数を表現することができます。

２の４乗＝１６

結果、表現できるIP数が１６個になります。
これまで求めた値と、一致しています。

そして、最下部の１６行目の「192.168.0.240」は、
ビットパターンが「11110000」となっており、

サブネットワーク部のマスクビットが「1111」になった、
「ネットワークIPアドレス」になっています。

ですから、

２５６－２４０＝１６

で、サブネットワーク内のIP数が求まるということです。

さいごに

試験問題でサブネットマスクの値が「255」以外だと、
計算が面倒くさそうと、ちょっと気分が下がることもあるかもしれません。

しかし、サブネットマスクの値が出ていると、
むしろCIDR表記よりも直感的に計算がしやすくなります。

おまけですが、これが求まるということは、

任意のIPアドレスからの、
「ネットワークIPアドレス」の値が単純計算で求まります。

そんな問題結構目にしますよね。
これも実は、瞬殺です。

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