サブネットマスクとのAND演算

今、ネットワークの勉強をしています。表題のサブネットマスクとのAND演算で、なぜ、
なぜ、サブネットマスクが、IPアドレスと論理積を取ることで、そのIPアドレスのネットワークアドレスを知ることができるのか理屈がわかりません。ご存じの方がおられましたらご教授お願いします。

http://atnetwork.info/tcpip/tcpip50.html

No.1 ベストアンサー 回答者： Moryouyou 回答日時： 2022/01/21 10:30

サブネットマスクとは何か？

どんな目的のためにあるのか？
を、よく理解しましょう。

※以下ビットの羅列が改行されると見づらくなるので、
なるべく『横長』にして見てください。

IPアドレスは、サブネットマスクで
同じサブネットか違うサブネットかを
分ける仕組みになっており、これにより
ネットワークのルーティングを実現しています。

その分ける仕組みは、2進数(ビット)で判断しています。

サブネットマスクで指定する
255.255.255.0は、2進数(ビット)に直すと
1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000
となります。
255.255.255.240は、2進数(ビット)に直すと
1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 0000
となります。

例えば、
IPアドレス　192.168.1.25は、
1100 0000.1010 1000.0000 0001.0001 1001
となります。

さて、同じサブネットかの見極めは、
IPアドレスとサブネットマスクを『ぶつけて』
判断するのです。すなわちご質問の
論理積(AND)のビットの演算で答えを得ます。
255.255.255.0
1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000
と、IPアドレス　192.168.1.25の論理積をとります。
1100 0000.1010 1000.0000 0001.0001 1001

1×1=1以外は、
1×0=0
0×1=0
0×0=0
となります。

下記の上下のビットを掛けます。
1111 1111.1111 1111.1111 1111.0000 0000
1100 0000.1010 1000.0000 0001.0001 1001
解は、
1100 0000.1010 1000.0000 0001.0000 0000
　　　192　　　168　　　　1　　　　0
192.168.1.0
となります。

255.255.255.0のサブネットマスクなら、
192.168.1.25のサブネットは、
192.168.1.0
と、認識するわけです。

それでは、
255.255.255.240のサブネットマスクだと
どうでしょう？
1111 1111.1111 1111.1111 1111.1111 0000
1100 0000.1010 1000.0000 0001.0001 1001
解は、
1100 0000.1010 1000.0000 0001.0001 0000
　　　192　　　168　　　　1　　　　16
192.168.1.16
となります。

255.255.255.240のサブネットマスクなら、
192.168.1.25のサブネットは、
192.168.1.16
となるのです。

つまり、
192.168.1.0
とは、別のサブネットワークになる
ってことです。

サブネットワークの最初と最後の
アドレスは予約されています。
最初は、
サブネットワークアドレス
最後は、
ブロードキャストアドレス
となっています。
ブロードキャストアドレス
とは、同じサブネット内の
全員にあてて送るためのアドレス
と決まっています。

255.255.255.240のサブネットマスクなら、
192.168.1.25のサブネットは、
192.168.1.16
となりますが、最後のアドレスは、
192.168.1.31
で、これがブロードキャストアドレス
となります。

最後のアドレスは、サブネットワーク内で
ビットが全部立つアドレスです。

192.168.1.16のサブネットワークアドレスは、
2進数では、
1100 0000.1010 1000.0000 0001.0001 0000
ですが、
最後の４ビットに1が全部立つアドレス
1100 0000.1010 1000.0000 0001.0001 1111
　　　192　　　168　　　　1　　　　31￣￣￣
となるわけです。

ですので、それ以外のアドレスが接続する機器に
割り当てることができるアドレスとなり、
接続可能台数となります。

サブネットマスクが、255.255.255.0だと
各オクテッド(ドットで区切られる単位)で
分けられるので、分かりやすいのですが、
それだと、ネットワーク機器の進歩で、
機器点数が増え、割振るアドレスが不足したりするので、
最近では変則的なサブネットを割り当てるケースも多いです。
例えば、
255.255.240.0とか255.255.248.0で、
Ａクラス、Ｂクラスのプライベートアドレスを
割り当てる設計が今では一般的になっています。
ご理解いただけたでしょうか？

この回答へのお礼

ご連絡遅くなり、すみません。とても参考になりました。回答ありがとうございました。

お礼日時：2022/01/22 11:22