マスクネットワーク（MASK）の使い方を分かりやすく解説！
ネットワークエンジニアやシステム管理者にとって、IPアドレスとサブネットマスクの概念は不可欠です。特に、サブネットマスクはネットワークの規模を決定し、効率的なIPアドレスの割り当てを可能にする重要な要素です。本稿では、マスクネットワーク（MASK）の基本的な概念から、具体的な計算方法、そして応用例までを詳細に解説します。ネットワーク設計やトラブルシューティングにおいて、MASKの理解は問題解決の糸口となるでしょう。
1. マスクネットワークの基礎知識
IPアドレスは、ネットワークに接続されたデバイスを識別するための数値です。IPv4アドレスは、32ビットの数値で構成され、通常は「dotted decimal notation」（例：192.168.1.1）で表現されます。しかし、IPアドレスだけでは、どの部分がネットワークアドレスで、どの部分がホストアドレスであるかを判断できません。そこで、サブネットマスクが登場します。
サブネットマスクも32ビットの数値であり、IPアドレスと同様に「dotted decimal notation」（例：255.255.255.0）で表現されます。サブネットマスクは、IPアドレスのどの部分がネットワークアドレスであるかを示します。サブネットマスクのビットが「1」である部分はネットワークアドレス、ビットが「0」である部分はホストアドレスを表します。
1.1 ネットワークアドレスとホストアドレス
ネットワークアドレスは、ネットワーク全体を識別するためのアドレスです。同じネットワークに接続されたデバイスは、すべて同じネットワークアドレスを共有します。ホストアドレスは、ネットワーク内の個々のデバイスを識別するためのアドレスです。同じネットワーク内で、各デバイスは異なるホストアドレスを持ちます。
1.2 サブネットマスクの役割
サブネットマスクは、IPアドレスと論理積演算を行うことで、ネットワークアドレスを抽出するために使用されます。論理積演算は、両方のビットが「1」である場合にのみ「1」を返し、それ以外の場合は「0」を返します。この演算により、サブネットマスクの「1」に対応するIPアドレスのビットがネットワークアドレスとして抽出されます。
2. マスクネットワークの計算方法
サブネットマスクは、CIDR表記（Classless Inter-Domain Routing）を使用して簡潔に表現することもできます。CIDR表記は、IPアドレスの後にスラッシュ（/）を付け、ネットワークアドレスのビット数を記述します。例えば、192.168.1.0/24は、ネットワークアドレスが192.168.1.0で、ネットワークアドレスのビット数が24であることを意味します。
2.1 CIDR表記からサブネットマスクへの変換
CIDR表記からサブネットマスクへの変換は、以下の手順で行います。
- CIDR表記の数字（/24など）を取得します。
- この数字を2進数で表現します。例えば、/24は11110000となります。
- 2進数の左側から8ビットずつ区切り、各区間を10進数に変換します。11110000は255.0.0.0となります。
2.2 サブネットマスクからCIDR表記への変換
サブネットマスクからCIDR表記への変換は、以下の手順で行います。
- サブネットマスクを2進数で表現します。例えば、255.255.255.0は11111111.11111111.11111111.00000000となります。
- 2進数の左側から「1」のビット数を数えます。この例では、24個の「1」があります。
- この数をCIDR表記として記述します。この例では、/24となります。
2.3 利用可能なホスト数とブロードキャストアドレス
サブネットマスクから、利用可能なホスト数とブロードキャストアドレスを計算することができます。
- 利用可能なホスト数: 2(ホストアドレスのビット数) – 2
- ブロードキャストアドレス: ネットワークアドレスのホストアドレス部分をすべて「1」にしたアドレス
例えば、192.168.1.0/24の場合、ホストアドレスのビット数は8ビットなので、利用可能なホスト数は28 – 2 = 254となります。ブロードキャストアドレスは192.168.1.255となります。
3. マスクネットワークの応用例
3.1 サブネット化
サブネット化は、大きなネットワークを小さなネットワークに分割する技術です。サブネット化により、ネットワークのパフォーマンスを向上させ、セキュリティを強化し、IPアドレスの割り当てを効率化することができます。サブネット化は、サブネットマスクを変更することで実現されます。サブネットマスクの「1」のビット数を増やすと、ネットワークアドレスの範囲が狭まり、より多くのサブネットを作成することができます。
3.2 VLSM（Variable Length Subnet Masking）
VLSMは、異なるサイズのサブネットを組み合わせる技術です。VLSMを使用すると、IPアドレスの無駄を減らし、ネットワークの柔軟性を高めることができます。VLSMは、複数のサブネットマスクを組み合わせて実現されます。
3.3 NAT（Network Address Translation）
NATは、プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換する技術です。NATを使用すると、複数のデバイスが1つのグローバルIPアドレスを共有することができます。NATは、サブネットマスクと組み合わせて使用されることがよくあります。
4. マスクネットワークのトラブルシューティング
ネットワークのトラブルシューティングにおいて、MASKの誤設定は一般的な原因の一つです。以下に、MASKに関連するトラブルシューティングのヒントを示します。
- 疎通確認: pingコマンドを使用して、異なるデバイス間の疎通を確認します。疎通ができない場合は、MASKの設定が正しいか確認します。
- IPアドレスの競合: 同じIPアドレスが複数のデバイスに割り当てられている場合、IPアドレスの競合が発生します。IPアドレスの競合が発生している場合は、MASKの設定を確認し、IPアドレスの割り当てを修正します。
- ルーティングの問題: デバイスが正しいネットワークにルーティングされていない場合、通信が正常に行われません。ルーティングテーブルを確認し、MASKの設定が正しいか確認します。
5. まとめ
本稿では、マスクネットワーク（MASK）の基本的な概念から、具体的な計算方法、そして応用例までを詳細に解説しました。MASKは、ネットワーク設計やトラブルシューティングにおいて不可欠な知識です。MASKを理解することで、ネットワークのパフォーマンスを向上させ、セキュリティを強化し、IPアドレスの割り当てを効率化することができます。ネットワークエンジニアやシステム管理者は、MASKの知識を常にアップデートし、ネットワークの安定運用に貢献していくことが重要です。MASKの理解は、より複雑なネットワーク技術を習得するための基礎となります。今後、ネットワーク技術が進化していく中で、MASKの重要性はますます高まっていくでしょう。
