CIDRチートシート：クラスレスドメイン間ルーティング入門

インターネットに接続されているデバイスには、IPアドレスが必要です。街頭の家のアドレスがあなたの家を他の家と区別するのと同じように、IPアドレスはあなたのデバイスをネットワークに接続されている他のデバイスと区別する一意のアドレスです。

とはいえ、世界中のほとんどで使用されているIPアドレスの現在のバージョンであるIPv4は、一意のIPアドレスが不足しています。この問題に対処する方法の1つは、CIDRまたはClassless Inter-Domain Routingの実装でした。

ただし、ネットワークを効率的に管理するには、ネットワーク管理者は、特定のCIDRブロックで利用可能なホスト数、サブネットマスク、およびIPアドレス範囲を確認するリファレンスが必要です。

そのため、この記事ではCIDRチートシートを含め、「CIDRの意味は何か」という質問に答え、IPv4 CIDRおよびIPv6 CIDRの詳細と、CIDR記法範囲について説明します。

CIDRの意味は何か。
CIDR記法範囲
サブネッティング(CIDR)
CIDR チートシート
最後に
よくある質問

CIDRの意味は何か。

CIDR（クラスレス・インタードメイン・ルーティング）は、1993年に開発されたIP アドレス割り当てシステムで、それまでのシステムの非効率性を解決しました。CIDR導入前、インターネットはクラスベースのIP割り当てシステムに依存していました。

基本的には、3つのクラスのIPアドレスがあり、各ネットワークで利用可能なIP アドレスの数によって異なっていました。クラスブロックは以下の通りです。

クラス A: 1600万個を超えるIP アドレスを持つ大規模な組織やネットワーク向け。
クラスB: 最大65,534個のIP アドレスを持つ中規模ネットワーク向け。
クラス C: 254個のIP アドレスしか持たない小規模ネットワーク向け。

このシステムは当時は機能していましたが、各ネットワークで利用可能なIP アドレス数の差が大きすぎたため、極めて非効率でした。その結果、例えば300個のIP アドレスが必要な組織やネットワークがクラスC ブロックを使用できず（254個しかないため）、IP レジストリが無理矢理クラスB ブロックを割り当てるという事態が多く発生しました。

つまり、300個のIP アドレスしか必要としない組織に対して、65,534個のIP アドレスが割り当てられたわけです。前述の通り、このシステムは当時は機能していました。なぜなら、利用可能なIPv4アドレスの総数（約43億個）は、実際に使用されるIP アドレスの数をはるかに上回っていたからです。例えば1993年、世界の人口は約56億人でしたが、インターネットに接続していたのはわずか1500万人です。

しかし、年を重ねるにつれて、ますます多くのユーザーがインターネットに接続し始め、IPv4アドレスの枯渇が深刻になり、CIDRの開発につながりました。CIDRはクラスの固い構造を完全に廃止し、可変長サブネットマスク（VLSM）を導入しました。

このシステムにより、ネットワーク管理者は254個、65,000個以上、または1600万個以上という選択肢に限定されることなく、必要なだけのIP アドレスを割り当てることができるようになりました。では、CIDRはどのように機能するのでしょう。IPv4 CIDRとIPv6 CIDRの違いは何でしょう。そして、CIDRチートシートを使用してネットワークを簡単に設定するにはどうすればよいでしょう。

CIDR記法範囲

CIDR記法は、ネットワークに接続できるデバイス数とIP アドレスの整理方法をネットワーク管理者が理解するのに役立ちます。CIDR記法を解読する前に、IP アドレス内の各数字が何を意味するかについて説明しましょう。

IPv4では、アドレスは32ビットで構成されています。これは32個の変数が0と1になる可能性があり、2^32（約43億個）のユニークなIP アドレスが生成されることを意味します。例えば、IPv4 CIDR表記範囲は次の通りです：192.168.1.0/24。

アドレスの末尾の/24は、24ビットがネットワーク用に予約され、残りの8ビットがホスト用に使用されることを意味します。最初の24ビットはネットワークを表し、残りの8ビットはデバイス用に使用できる変数です。これは2^8アドレス、つまり256個のIP アドレスの合計に相当します。256個のうち、2個のアドレスはネットワークおよびブロードキャスト用に予約されており、このネットワークに接続するデバイスが使用できるIP アドレスは254個になります。

言い換えれば、最初の2^24ビットは、あなたの家の住所の国、州、市、通りの部分を表しています。残りの8ビットは、その通りの個々の家の家番号のようなものです。

IPv4のCIDR記法範囲は/0から/32までで、/0はファイアウォールとインターネットゲートウェイに、/32は単一のIP アドレスとホスト設定に使用されるのが一般的です。この2つの間の数値はすべて、ホームネットワークのような小規模な用途から、企業や大規模組織のような大規模な用途まで、さまざまな目的やネットワークに使用できます。

この記事の最後にあるCIDRチートシートでは、特定のIPv4 CIDR内で利用可能なホストとネットワークIPの正確な数を詳しく確認できます。

IPv6では、アドレスは128ビットで構成されており、2^128、つまり約340非illion（34の後ろに37個のゼロが付いた数字）になります。利用可能なIP アドレスの数は非常に膨大ですが、効率的なIP 割り当てのためにCIDRは依然として使用されています。

IPv6 CIDR記法範囲の例は次の通りです：2001:db8::/64

IPv4 CIDRと同様に、/64は最初の64ビットがネットワーク用に使用されることを意味します。このネットワークでは、残りの64ビットはホストアドレス用です。これは、2^64、つまり約18クイントillion（18の後ろに18個のゼロが付いた数字）個のユニークなIP アドレスがホスト（デバイス）で利用可能であることを意味します。

IPv4と異なり、IPv6はブロードキャストではなくマルチキャストを使用します。そのため、IPv4では使用できない2つのアドレスとは異なり、IPv6ではネットワークアドレスのみが非ホスト用として使用されます。

この記事の最後にあるCIDRチートシートでは、特定のIPv6 CIDR内で利用可能なホストとネットワークIPの正確な数を詳しく確認できます。

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サブネッティング(CIDR)

IPv4 CIDRとIPv6 CIDRの主な利点の1つは、CIDRブロックをサブネット分割して分割できることです。これにより、ネットワーク管理者はCIDRブロックの異なるセグメントを分離して管理できます。

ネットワーク部分とホスト部分に割り当てるビット数を増減させるには、プレフィックス長を調整するだけです。以下はIPv4 CIDRをサブネット分割する例です。

アドレス192.168.1.0/24は2つの小さなサブネットに分割できます。

192.168.1.0/25：128個のIPアドレスを持つサブネット。
192.168.1.128/25：128個のアドレスを持つ2番目のサブネット。

この構成により、256個のアドレスを持つネットワークを128個のアドレスを持つ2つのネットワークに分割でき、セキュリティ、ネットワークパフォーマンス、管理が向上します。財務部門などの機密システムを別のサブネットに配置し、認可された従業員またはデバイスのみにアクセスを制限することができます。

このようにトラフィックを分離することで、各サブネット内でデータが不要な相互作用なく効率的に流れるため、輻輳が減り、パフォーマンスが向上します。さらに、サブネット分割はネットワーク全体に支障をきたすことなく、各サブネットで独立したトラブルシューティングと保守を実行できるようにして、ネットワーク管理を簡素化します。

サブネット分割IPv6 CIDRは、典型的な/64-CIDRセットアップで利用可能なIPアドレスの数が大量にあるため、特に重要です。2001:db8:abcd:1000::/64のような典型的な/64 IPv6ネットワークがあり、例えばネットワーク部分から4ビットを借用する場合、ネットワークを16個のサブネットに分割でき、以下のような変更が発生します。

オリジナルサブネット： 2001:db8:abcd:1000::/64
新しいサブネット: /68
サブネット数: 2^(ネットワークから借用されたビット数)= 2^4 = 16個のサブネット
最初のサブネット: 2001:db8:abcd:1000:0000::/68
セカンドサブネット: 2001:db8:abcd:1000:1000::/68
第3サブネット： 2001:db8:abcd:1000:2000::/68
… 2001年まで：db8:abcd:1000:f000::/68
2001:db8:abcd:1000：最初の64ビットはグローバルルーティングプレフィックスを定義します。
0000 – f000：次の4ビットはサブネット分割に使用されます。
ホストポーション：残りの60ビットはホストアドレスに使用されます。(残りの「::」は3つの16ビットブロックを表します)

各/68サブネットには2^60 = 約115京個の利用可能なホストアドレスがあります。

ネットワークを分割する方法にまだ確信がない場合は、この記事の最後に提供されているCIDRサブネット分割チートシートを参照してください。

CIDR チートシート

与えられたIPv4 CIDRおよびIPv6 CIDR内の利用可能なIPアドレスの数を計算することは、手動で実行する場合、またはCIDRチートシートなしで実行する場合、特にIPv6の場合は非常に複雑で手間がかかります。IPv6には数十億、京、さらにそれ以上のIPアドレスがあるためです。

CIDR記法範囲の計算方法に関心がある場合は、IPv4 CIDRおよびCIDR IPv6の以下のCIDR記法があります。

IPv4の場合:

アドレス数 = 2^(32-プレフィックス長)
例えば、/24 CIDRブロックは次のようになります。 2^(32-24)= 2^8= 256 IPアドレス

IPv6の場合:

アドレス数 = 2^(128-プレフィックス長)
例えば、/64 CIDRブロックは次のようになります。 2^(128-64)= 2^64 = 約18京(18の後ろに18個のゼロが続く)個のIPアドレス

ご覧のとおり、CIDRチートシートなしでは数字が非常に大きくなるため、計算の手間を避けるために、ここCIDR、IPv4、IPv6、サブネット分割についてすべてを知る必要があることをカバーしている完全なCIDRチートシートがあります。

最後に

CIDRがなければ、IPv4アドレスは何十年も前に枯渇し、今日ではIPv6で多くのIP割り当ての問題に直面していたでしょう。このCIDRチートシートが、トラブルなくネットワークを完全に構成するのに役立つことを願っています。

よくある質問

CIDRの意味は何か。

CIDR(クラスレスドメイン間ルーティング)は、1993年に開発されたIPアドレス割り当てシステムで、以前のシステムの非効率性に対処しています。CIDRは厳密なクラス構造を完全に廃止し、可変長サブネットマスク(VLSM)を導入しました。このシステムにより、ネットワーク管理者は254個、65,000個以上、または1,600万個以上という選択肢ではなく、必要なだけのIPアドレスを割り当てることができました。

CIDR記法範囲とは何か。

CIDR記法は、IPアドレスとその関連するネットワークプレフィックスを表すために使用されます。192.168.1.0/24のような形式です。IPアドレス(192.168.1.0)の後にスラッシュ(「/」)と数字(24)が続き、ネットワークプレフィックス用に予約されているIPアドレスのビット数を示します。残りのビットは、ネットワーク上の個々のデバイス(ホスト)を識別するために使用されます。