マスクネットワーク（MASK）の仕組みを図解で理解しよう

ネットワークにおけるセキュリティは、現代社会において不可欠な要素です。その中でも、マスクネットワーク（MASK）は、IPアドレスを管理し、ネットワークの効率的な運用を可能にする重要な技術です。本稿では、マスクネットワークの基本的な概念から、具体的な仕組み、そして応用例までを、図解を交えながら詳細に解説します。

1. IPアドレスとサブネットマスクの基礎

インターネットに接続された各デバイスは、一意の識別子であるIPアドレスを持っています。IPアドレスは、ネットワーク上の位置を特定するために使用されます。IPアドレスには、IPv4とIPv6の2つのバージョンが存在しますが、ここでは広く利用されているIPv4を中心に解説します。

IPv4アドレスは、32ビットの数値で構成され、通常は「dotted decimal notation」と呼ばれる形式で表現されます。例えば、「192.168.1.1」のような形式です。このアドレスは、ネットワーク部とホスト部という2つの部分に分けられます。

ネットワーク部とホスト部を区別するために、サブネットマスクが使用されます。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」で表現されます。例えば、「255.255.255.0」のような形式です。

サブネットマスクの役割は、IPアドレスのどの部分がネットワーク部であり、どの部分がホスト部であるかを定義することです。サブネットマスクの「1」の部分がネットワーク部を、そして「0」の部分がホスト部を表します。

図1：IPアドレスとサブネットマスクの例

上記の例では、IPアドレス「192.168.1.1」とサブネットマスク「255.255.255.0」が示されています。サブネットマスクの「1」の部分は、IPアドレスの最初の3つのオクテット（192.168.1）がネットワーク部であることを示し、「0」の部分は、最後のオクテット（1）がホスト部であることを示します。

2. マスクネットワークの仕組み

マスクネットワークは、サブネットマスクを使用してIPアドレスを分割し、ネットワークをより小さなサブネットワークに分割する技術です。これにより、ネットワークの管理が容易になり、セキュリティも向上します。

サブネット化の基本的な考え方は、ホスト部からビットを借りて、ネットワーク部を拡張することです。例えば、サブネットマスクが「255.255.255.0」の場合、ホスト部は8ビットです。このホスト部から1ビットを借りてネットワーク部を拡張すると、サブネットマスクは「255.255.255.128」になり、ネットワーク部は9ビットになります。

サブネットマスクを拡張することで、利用可能なサブネットワークの数が増加します。しかし、サブネットワークの数が増加すると、各サブネットワークに割り当てられるホストの数は減少します。

図2：サブネット化の例

上記の図は、サブネット化の例を示しています。元のネットワーク「192.168.1.0/24」を2つのサブネットワークに分割しています。サブネットマスクを「255.255.255.128」に変更することで、2つのサブネットワーク「192.168.1.0/25」と「192.168.1.128/25」が作成されます。各サブネットワークには、126個の利用可能なホストアドレスがあります。

3. CIDR表記とプレフィックス長

CIDR（Classless Inter-Domain Routing）表記は、IPアドレスとサブネットマスクを簡潔に表現する方法です。CIDR表記では、IPアドレスの後にスラッシュ（/）とプレフィックス長を記述します。プレフィックス長は、サブネットマスクの「1」のビット数を表します。

例えば、「192.168.1.0/24」というCIDR表記は、IPアドレス「192.168.1.0」とサブネットマスク「255.255.255.0」を意味します。プレフィックス長「/24」は、サブネットマスクの「1」のビット数が24であることを示します。

CIDR表記を使用することで、IPアドレスとサブネットマスクを簡単に理解し、管理することができます。

4. VLSM（Variable Length Subnet Masking）

VLSM（Variable Length Subnet Masking）は、異なるサイズのサブネットワークを作成する技術です。VLSMを使用することで、ネットワークリソースをより効率的に利用することができます。

例えば、あるネットワークに、100個のホストが必要なサブネットワークと、10個のホストが必要なサブネットワークがあるとします。VLSMを使用すると、100個のホストが必要なサブネットワークには、より大きなサブネットマスクを割り当て、10個のホストが必要なサブネットワークには、より小さなサブネットマスクを割り当てることができます。

図3：VLSMの例

上記の図は、VLSMの例を示しています。元のネットワーク「192.168.1.0/24」を2つのサブネットワークに分割しています。100個のホストが必要なサブネットワークには、サブネットマスク「255.255.255.192/26」を割り当て、10個のホストが必要なサブネットワークには、サブネットマスク「255.255.255.240/28」を割り当てています。

5. マスクネットワークの応用例

マスクネットワークは、様々な場面で応用されています。以下に、いくつかの例を示します。

• ネットワークの分割： 大規模なネットワークを、より小さなサブネットワークに分割することで、管理が容易になります。
• セキュリティの向上： サブネットワークごとに異なるセキュリティポリシーを適用することで、ネットワーク全体のセキュリティを向上させることができます。
• トラフィックの制御： サブネットワーク間のトラフィックを制御することで、ネットワークのパフォーマンスを向上させることができます。
• VLAN（Virtual LAN）の構築： VLANは、物理的なネットワーク構成を変更せずに、論理的にネットワークを分割する技術です。VLANの構築には、マスクネットワークが不可欠です。

6. まとめ

本稿では、マスクネットワークの基本的な概念から、具体的な仕組み、そして応用例までを詳細に解説しました。マスクネットワークは、IPアドレスを管理し、ネットワークの効率的な運用を可能にする重要な技術です。ネットワークエンジニアやシステム管理者にとって、マスクネットワークの理解は不可欠です。本稿が、読者の皆様のマスクネットワークに関する理解を深める一助となれば幸いです。ネットワークの設計、構築、運用において、マスクネットワークの知識を活かし、安全で効率的なネットワーク環境を構築してください。