マスクネットワーク（MASK）の使い方を分かりやすく解説
マスクネットワーク（MASK）は、ネットワークアドレスとホストアドレスを分離するために使用される重要な概念です。IPアドレスの管理、ネットワークの設計、トラブルシューティングにおいて、MASKを理解することは不可欠です。本稿では、MASKの基本的な原理から、具体的な使用方法、そして応用例までを詳細に解説します。
1. マスクネットワークの基礎
IPアドレスは、ネットワーク上のデバイスを識別するための数値です。しかし、IPアドレスだけでは、どの部分がネットワークを識別し、どの部分がホスト（デバイス）を識別するのかを区別できません。そこで、MASKが登場します。MASKは、IPアドレスの一部をネットワークアドレスとして、残りをホストアドレスとして定義するために使用されます。
1.1 IPアドレスとMASKの構造
IPアドレスとMASKは、通常、ドット付き10進数表記で表現されます。例えば、IPアドレスが192.168.1.10、MASKが255.255.255.0の場合です。それぞれの数値は、8ビットのバイナリ数で構成されており、IPアドレスとMASKは、それぞれ32ビットの組み合わせで表現されます。
MASKは、ネットワークアドレス部分を「1」で、ホストアドレス部分を「0」で表現します。上記の例では、255.255.255.0は、バイナリで11111111.11111111.11111111.00000000となります。このMASKは、IPアドレスの最初の24ビットをネットワークアドレスとして、残りの8ビットをホストアドレスとして定義します。
1.2 サブネットマスクの役割
MASKは、しばしば「サブネットマスク」とも呼ばれます。サブネットマスクは、ネットワークをさらに小さなサブネットワークに分割するために使用されます。サブネット化によって、ネットワークの効率的な管理、セキュリティの向上、そして帯域幅の有効活用が可能になります。
2. マスクネットワークの計算方法
MASKを理解するためには、MASKの計算方法を理解することが重要です。MASKは、CIDR表記（Classless Inter-Domain Routing）を使用して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指定します。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MASKへの変換
CIDR表記からMASK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。
- 32からCIDR表記の数字を引きます。
- 結果の数字をバイナリで表現します。
- バイナリをドット付き10進数に変換します。
例えば、/24の場合、32 – 24 = 8となります。8をバイナリで表現すると00001000となり、これをドット付き10進数に変換すると0.0.0.128となります。したがって、/24のMASKは255.255.255.0となります。
2.2 MASKからCIDR表記への変換
MASKからCIDR表記への変換は、以下の手順で行います。
- MASKをバイナリで表現します。
- バイナリの「1」の数を数えます。
- その数をCIDR表記の数字として使用します。
例えば、255.255.255.0をバイナリで表現すると11111111.11111111.11111111.00000000となり、「1」の数は24個です。したがって、255.255.255.0のCIDR表記は/24となります。
3. マスクネットワークの具体的な使用例
3.1 ネットワークアドレスの計算
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。ネットワークアドレスは、IPアドレスとMASKの論理積（AND演算）によって計算されます。
例えば、IPアドレスが192.168.1.10、MASKが255.255.255.0の場合、ネットワークアドレスは192.168.1.0となります。
3.2 ブロードキャストアドレスの計算
ブロードキャストアドレスは、ネットワーク上のすべてのデバイスにデータを送信するためのアドレスです。ブロードキャストアドレスは、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」にしたアドレスです。
例えば、IPアドレスが192.168.1.10、MASKが255.255.255.0の場合、ブロードキャストアドレスは192.168.1.255となります。
3.3 利用可能なホスト数の計算
利用可能なホスト数は、MASKによって決定されます。ホストアドレスのビット数がnビットの場合、利用可能なホスト数は2n – 2となります。-2は、ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスが利用できないためです。
例えば、MASKが255.255.255.0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。
4. マスクネットワークの応用例
4.1 VLANの設計
VLAN（Virtual LAN）は、物理的なネットワークを論理的に分割するための技術です。VLANの設計には、MASKが不可欠です。VLANごとに異なるサブネットマスクを割り当てることで、ネットワークのセキュリティを向上させ、帯域幅を有効活用することができます。
4.2 ルーティングの設定
ルーティングは、ネットワーク上のデバイス間でデータを転送するための技術です。ルーティングの設定には、MASKが不可欠です。ルーティングテーブルには、宛先ネットワークアドレスとMASKが登録されており、ルーティングデバイスは、MASKを使用して、宛先IPアドレスがどのネットワークに属するかを判断し、最適な経路を選択します。
4.3 ファイアウォールの設定
ファイアウォールは、ネットワークのセキュリティを保護するための技術です。ファイアウォールの設定には、MASKが不可欠です。ファイアウォールは、MASKを使用して、特定のネットワークアドレスからのアクセスを許可または拒否することができます。
5. まとめ
MASKは、IPアドレスの管理、ネットワークの設計、トラブルシューティングにおいて、非常に重要な概念です。MASKの基本的な原理、計算方法、そして応用例を理解することで、ネットワークの効率的な管理、セキュリティの向上、そして帯域幅の有効活用が可能になります。本稿が、MASKの理解の一助となれば幸いです。ネットワークエンジニアを目指す方、ネットワーク管理に携わる方は、MASKをしっかりと理解し、実践的なスキルを身につけることをお勧めします。MASKの知識は、ネットワークの構築、運用、保守において、常に必要となるでしょう。
