IPとサブネッティング

目的

前回、TCP/IPモデルに従ってカプセル化が行われ、通信が成立していく全体の流れを俯瞰しました。今回からはその全体像のうちインターネット層にフォーカスし、1つずつ詳しく学んでいきます。

まずは、経路選択（ルーティング）の土台となる IPアドレスです。IPアドレスの構造を正しく理解していないと、この先のARP、スイッチング、ルーティングの理解もすべて曖昧になってしまうため、本シリーズの中でも特に重要な回になります。

IPアドレスの計算には2進数の理解が不可欠です。「2進数なんて聞いたこともない」という方でも大丈夫です。まずは、普段私たちが使っている10進数の仕組みから振り返ってみましょう。

私たちが普段使っている数字（10進数）は0〜9の10種類の数字を使い、桁が1つ上がるごとに10倍になるという仕組みで成り立っています。たとえば、 192 という数字は以下のような意味を持っています。

「1の位」「10の位」「100の位」のように、桁ごとに「10倍していった重み（値）」が割り当てられており、各桁の数字とその重みを掛けて足し合わせたものが数字全体の値になっています。

これは普段当たり前に使っている仕組みなのであらためて意識することは少ないかもしれませんが、この「桁ごとに重みがあり、それを足し合わせる」という考え方こそが、この後学ぶ2進数を理解するカギになります。

2進数（Binary）は10進数と考え方は同じですが、使う数字が 0と1の2種類だけで、桁が1つ上がるごとに 2倍になるという仕組みです。

コンピュータの世界では、電気信号の「ON（1）」「OFF（0）」の2つの状態だけで情報を表現するため、この2進数が使われています。

10進数が「1の位・10の位・100の位・…（10倍ずつ増える）」だったのに対し、2進数は「1の位・2の位・4の位・8の位・…（2倍ずつ増える）」という桁の重みになります。

たとえば 1100 という2進数があったとします。先ほどの「桁ごとの重み」に当てはめて考えると、以下のようになります。

つまり、2進数 1100 は10進数の 12 と同じ値です。