IPアドレスとサブネット設計の基礎｜インフラエンジニアが知るべきCIDRとルーティングの仕組み
IPアドレスとサブネット設計の基礎｜インフラエンジニアが必ず知るべきCIDRとルーティングの仕組み
「IPアドレスの計算が苦手」「サブネットマスクって何？」——インフラエンジニアが絶対に理解すべきIPアドレスクラス・CIDR表記・サブネット分割・ルーティングの仕組みを分かりやすく解説します。
💡 IPアドレスとサブネットの理解はインフラエンジニアの最重要基礎知識。AWSのVPC設計・ファイアウォール設定・障害対応の全てでこの知識が使われます。苦手意識があっても練習で必ず習得できます。
1. IPアドレスの基本
IPアドレス（IPv4）は32ビットの数値を8ビットずつ4つに区切って10進数で表したものです。例：192.168.1.10 = 11000000.10101000.00000001.00001010
| クラス | 範囲 | 用途 |
|---|---|---|
| Class A | 10.0.0.0/8 | 大企業・AWSのプライベートVPC（/8で使うケース） |
| Class B | 172.16.0.0/12 | 中規模ネットワーク・DockerのデフォルトIPレンジ |
| Class C | 192.168.0.0/16 | 家庭・小規模ネットワーク・開発環境 |
2. CIDR表記とサブネット計算
// CIDR表記の読み方
10.0.0.0/16
// ^ ^--- ネットワーク部のビット数(16bit)
// |--------- ネットワークアドレス
// /16 のサブネット計算
// ホスト部: 32 - 16 = 16ビット
// ホスト数: 2^16 - 2 = 65,534台
// よく使うCIDRのホスト数
// /24 = 254台 (192.168.1.0/24 → 192.168.1.1〜254)
// /25 = 126台 (256の半分 -2)
// /26 = 62台 (256の4分の1 -2)
// /28 = 14台 (AWSでサブネット分割によく使う)
// /32 = 1台 (特定のIPを指す場合)
// VPCのCIDR設計例（/16で大きめに確保）
// VPC: 10.0.0.0/16 (65,534アドレス)
// Public SubnetA: 10.0.1.0/24 (254台)
// Public SubnetC: 10.0.2.0/24
// Private SubnetA: 10.0.10.0/24
// Private SubnetC: 10.0.11.0/24
// DB SubnetA: 10.0.20.0/24
// DB SubnetC: 10.0.21.0/243. ルーティングの基本
ルーターはパケットの「宛先IPアドレス」を見て「どのネットワークに転送するか」を決めます。この転送先の情報を管理するのがルーティングテーブルです。AWSのVPCでは各サブネットにルートテーブルを紐付けて「0.0.0.0/0（デフォルトルート）はInternet Gatewayへ」「10.0.0.0/16はローカルへ」という転送ルールを設定します。
4. よく使うネットワークコマンド
- ip addr show（またはifconfig）：サーバーのIPアドレス・サブネットマスクを確認する
- ip route show（またはroute -n）：現在のルーティングテーブルを確認する
- ping 宛先IP：ICMP（Layer3）での疎通確認。pingが通ればネットワーク層は正常
- traceroute（またはtracepath）：パケットが経由するルーターを表示。どこで詰まっているかを調べる
- IPアドレスは32ビットの数値。/16・/24・/28等のCIDR表記でネットワーク部のビット数を示す
- VPCは/16で設計してサブネットを/24に分割するのが標準パターン。ホスト数は2の(32-プレフィックス)乗マイナス2
- ルーティングテーブルの0.0.0.0/0はデフォルトルート。AWSのパブリックサブネットはIGWへのデフォルトルートが必要
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