サブネット計算ツール

サブネット計算ツールは、IP アドレスと CIDR プレフィックスまたはサブネットマスクを入力すると、そのネットワークの構造的な属性、すなわちネットワークアドレス、ブロードキャストアドレス、利用可能なホスト範囲、総ホスト数、そしてネットワークビットとホストビットの境界をバイナリで導き出すツールです。ネットワークエンジニア、システム管理者、開発者は、VLSM の割り当て計画、ファイアウォールルールの作成、「なぜこのホスト同士が通信できないのか」のトラブルシューティング、ルーティングテーブルの設定など、あらゆる場面でこのツールを使います。計算自体はマスクとのビット単位 AND/OR にすぎず、原理は単純ですが実務では誤りが起こりやすく、特に IPv4 と IPv6 のアドレスはそれぞれ 32 ビットと 128 ビットで長さが異なるため間違いやすくなります。本ツールはブラウザ内で BigInt 演算を用いて完結するため、IPv6 全域（/0 から /128 まで）を精度を損なうことなく扱え、入力したアドレスがサーバーに送信されることもありません。

IPv4 アドレスは 32 ビット、IPv6 は 128 ビットです。CIDR 表記（RFC 4632、2006 年 8 月）はアドレスにプレフィックス長 /n を付加し、左から n ビットをネットワーク識別子、残りをホスト識別子と宣言します。サブネットマスクは n 個の 1 ビットに続いて 32−n（または 128−n）個の 0 ビットが並ぶビットパターンであり、/24 であれば 11111111.11111111.11111111.00000000、ドット 10 進では 255.255.255.0 となります。CIDR は RFC 791 のクラスフルアドレッシング（0.0.0.0–127.255.255.255 が暗黙の /8 のクラス A（0.0.0.0/8 は「このネットワーク」として、127.0.0.0/8 はループバック用に予約）、128.0.0.0–191.255.255.255 が /16 のクラス B、192.0.0.0–223.255.255.255 が /24 のクラス C など）を置き換えました。クラスフル方式はアドレスを破滅的に浪費し、たとえば 1,000 席の企業がクラス B の割り当てを受けると 1,000 必要なところに 65,534 ホストを得てしまい、IPv4 空間を断片化させていました。CIDR は任意のプレフィックス長を許容し、VLSM（可変長サブネットマスク、最初に RFC 950（1985 年）で定義された）と経路集約（「スーパーネッティング」）を可能にしました。 中核となる演算はビット単位です。ネットワーク = アドレス AND マスク、ブロードキャスト = ネットワーク OR (NOT マスク) = ネットワーク OR ワイルドカードとなります。192.168.1.100/24 の場合、アドレス 0xC0A80164 と 0xFFFFFF00 の AND は 0xC0A80100（192.168.1.0）、0x000000FF との OR は 0xC0A801FF（192.168.1.255）になります。利用可能なホストは IPv4 では 2^(32−n) − 2 個（ネットワークとブロードキャストを差し引く）です。この −2 は /31 では消え（RFC 3021 がポイントツーポイントリンク用に取り戻し、両端が利用可能）、/32 では単一ホストルートとなります。IPv6 にはブロードキャストアドレスがなく、マルチキャストとエニーキャストがその役割を引き継いだため、「最後のアドレス」は単にプレフィックス範囲の上限にすぎません。JavaScript のネイティブビット演算子は 32 ビット符号付きであり、IPv4 の 0xFFFFFFFF はオーバーフローして −1 になり、IPv6 はそもそも表現できません。本ツールは両方を BigInt で扱い、バージョンに依存しない正確さを保証します。 プライベートアドレス空間は、IPv4 では RFC 1918 で 10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16 が定義されています。IPv6 は fc00::/7 のユニークローカルアドレス（RFC 4193）に加え、SLAAC とリンク内通信のための fe80::/10 リンクローカルを使用します。本ツールはこれらに印を付けるため、プライベート範囲を誤ってパブリック BGP に公開してしまうことを防げます。本ツールが防止する典型的な誤りには次のようなものがあります。(1) 192.168.1.100/255.255.255.0 と /24 のどちらで入力するか迷うケース：本ツールはプレフィックス形式を受け取りつつドットマスクも表示します。(2) /30 と /29 のホスト容量を取り違えるケース（2 台と 6 台）。(3) /24 を 8 つの /27 に分割した際、4 つ目のサブネットの開始位置を誤るケース（正しくは 192.168.1.96 であって 192.168.1.97 ではありません）。(4) Cisco の ACL 構文でワイルドカード 0.0.0.255 とマスク 255.255.255.0 を混同するケース。ネットワークビットを強調表示したバイナリビジュアライゼーションは、これらのすべての誤りを根本から消し去る境界を体得する最速の方法です。

• RFC 4632（2006 年 8 月）は CIDR — Classless Inter-Domain Routing — を定義し、RFC 791 のクラスフル A/B/C 方式を置き換えました。/n 表記はネットワークプレフィックス長を宣言し、残りのビットがホスト部となります。CIDR は VLSM（最初に RFC 950（1985 年）で定義された）と経路集約を可能にし、IPv4 のアドレス節約と現代の BGP テーブルの双方に不可欠です。
• ネットワークアドレス = IP AND マスク、ブロードキャスト = ネットワーク OR ワイルドカード（ワイルドカード = NOT マスク）。/24 ならマスクは 0xFFFFFF00、ワイルドカードは 0x000000FF。利用可能ホスト数 = 2^(32−n) − 2、ただし /31（RFC 3021、ポイントツーポイントリンクで両アドレス利用可）と /32（単一ホストルート）は例外です。
• IPv6（128 ビット）にはブロードキャストはなく、マルチキャスト（ff00::/8）とエニーキャストがその役割を担います。慣例上の最小プレフィックスは /64（SLAAC のため、サブネットあたり 1,800 京アドレス）、サイトあたり /56 または /48、ISP あたり /32 です。IPv6 のアドレス空間は節約よりも経路集約を優先します。
• RFC 1918 を超える予約範囲：127.0.0.0/8 はループバック、169.254.0.0/16 は IPv4 リンクローカル（auto-IP / APIPA）、224.0.0.0/4 はマルチキャスト、240.0.0.0/4 は実験用に予約されています。IPv6 でも fe80::/10 がリンクローカル SLAAC 用に、ff00::/8 がマルチキャスト用に、::1/128 がループバック用に予約されています。本ツールはプライベート範囲とパブリック範囲を区別するため、入力したアドレスがパブリックインターネット上でルーティング可能かどうかを一目で判断できます。
• JavaScript のビット演算子は 32 ビット符号付きで、(0xFFFFFFFF & 0xFFFFFF00) は 0xFFFFFF00 ではなく −256 を返します。本ツールは全体を通して BigInt を使用し、IPv4 の全範囲と 128 ビットの IPv6 を精度を落とさずに処理します。同じコードパスで両バージョンを計算し、マスク幅だけが異なります。
• Cisco/Juniper でよくある落とし穴：ACL 構文はサブネットマスク（255.255.255.0）ではなくワイルドカードマスク（0.0.0.255）を取ります。EIGRP や OSPF の network 文もワイルドカードを使います。反転したマスクは意図したネットワークの補集合にマッチし、ルーティングプロトコルではサイレントに（隣接関係が確立されない形で）、ACL では悪用可能な形で（誤ったトラフィックが許可される形で）影響を及ぼします。
• VLSM の例：/24 を 4 つの均等なサブネットに分割すると、4 × /26（各 64 アドレス）となり、サブネットあたりの利用可能ホスト数は 62 です。隣り合う /26 はオフセット 0、64、128、192 から始まり、0、63、127、191 ではありません。本ツールの分割機能はこれらの境界を自動生成するため、頭の中で換算する必要がありません。