1.3IPアドレスとサブネット設計

サブネット設計は「公式に当てはめて答えを出す」計算問題ではなく、限られたアドレス空間を、部署やフロアごとの必要ホスト数に応じて無駄なく配分する、実務そのものの判断作業です。この節ではCIDR/VLSMの仕組みを理解した上で、実際の要件（各部署の端末数）からサブネット構成を導き、手動で検算する練習をします。

1.3.1IPv4アドレスの構造とクラス

• IPv4アドレス＝32ビットを8ビットずつ4つに区切り10進数で表記するアドレス（例：192.168.1.10）。歴史的には先頭ビットパターンでクラスA/B/C（それぞれネットワーク部8/16/24ビット固定）に分類されていたが、現在はCIDRによりクラスに縛られない可変長のネットワーク部が主流。
• CIDR（クラスレスアドレッシング）＝ネットワーク部のビット数を/24のようなプレフィックス長で自由に指定する方式。192.168.1.0/24は「先頭24ビットがネットワーク部」を意味し、クラスの制約を受けずアドレス配分の無駄を減らせる。

1.3.2サブネットマスクとVLSM

• サブネットマスク＝IPアドレスのうちどこまでがネットワーク部かを示す32ビットの値（255.255.255.0＝/24）。ホストアドレスは「全ビット0＝ネットワークアドレス」「全ビット1＝ブロードキャストアドレス」を除いた範囲が実際に割当可能。
• VLSM（可変長サブネットマスク）＝1つのアドレスブロックを、部署ごとに必要なホスト数に応じて異なる長さのサブネットへ分割する手法。全部署に同じサイズを割り当てる固定長分割と違い、アドレスの無駄を最小化できる。

あなたはネットワーク設計者として、192.168.10.0/24（256アドレス）を、営業部（必要ホスト数100台）・開発部（必要ホスト数50台）・総務部（必要ホスト数20台）の3部署にVLSMで配分する要件を受けたとします。まず営業部は100台を収容する必要があるため、ホスト部が2^n - 2 ≧ 100を満たす最小のnを探すと 2^7-2=126 ≧ 100 （n=7で足りる、n=6だと2^6-2=62で不足）となり、ホスト部7ビット＝プレフィックス長/25（255.255.255.128）を割り当てます。192.168.10.0/25（192.168.10.0〜192.168.10.127、うち割当可能は.1〜.126の126個）を営業部に確保し、検算すると126 ≧ 100で要件を満たします。残り192.168.10.128/25（128アドレス）から開発部の50台分を切り出します。2^n-2 ≧ 50を満たす最小nはn=6（2^6-2=62 ≧ 50）なのでプレフィックス長/26（255.255.255.192）、192.168.10.128/26（.128〜.191、割当可能.129〜.190の62個）を割り当てます。最後に総務部の20台は残る192.168.10.192/26（64アドレス）からさらに切り出し、2^n-2 ≧ 20を満たす最小nはn=5（2^5-2=30 ≧ 20）なのでプレフィックス長/27（255.255.255.224）、192.168.10.192/27（.192〜.223、割当可能.193〜.222の30個）を割り当てれば要件を満たしつつ、残る192.168.10.224/27（30個）を将来の拡張用に温存できます。固定長で全部署に/26（62台分）を割り当てる案と比べ、VLSMなら営業部の100台という大きな需要にも対応しつつ、小規模部署の余剰アドレスを最小化でき、これがセグメント設計として合理的な判断です。

1.3.3この節のまとめ

• CIDRはプレフィックス長でネットワーク部を指定。ホスト数＝2^(ホスト部ビット数)-2（全0/全1を除く）
• VLSMは部署ごとの必要ホスト数に応じて可変長でサブネットを分割し、アドレスの無駄を最小化する
• サブネット設計は手動検算＋要件（必要ホスト数・将来拡張）に基づく判断作業として行う