ネットワーク技術II 第10.3課 サブネット化のメカニズム

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1 ネットワーク技術II 第10.3課 サブネット化のメカニズム http://www.info.kindai.ac.jp/NetEngII
38号館4階N-411 内線5459

2 IPアドレスクラス クラス 用途 ネットワーク数 各ネットワークの ホスト数 ネットワーク アドレスビット数 A 大規模 ネット ワーク 27-2 =126 224-2 =16,777,214 8 B 中規模 214 =16,384 216-2 =65,534 16 C 小規模 221 =2,097,152 28-2 =254 24 D マルチ キャスト - E 実験用

3 アドレスクラスの識別 クラス ネットワーク数 ホスト数 IPアドレス範囲 (最初のオクテット) 上位 ビット A 27-2 =126 224-2 =16,777,214 1～126 ～ B 214 =16,384 216-2 =65,534 128～191 ～ 10 C 221 =2,097,152 28-2 =254 192～223 ～ 110 D - 224～239 ～ 1110 E 240～255 ～ 1111

4 アドレスクラスのプレフィックス クラスA ネットワーク ホスト オクテット 1 2 3 4 クラスB ネットワーク ホスト オクテット 1
クラスC ネットワーク ホスト オクテット 1 2 3 4 クラスD マルチキャストアドレス オクテット 1 2 3 4 クラスE 実験用アドレス オクテット 1 2 3 4

5 IPアドレスの割り当て クラスAとBで全体の75%を占める

6 IPアドレスの枯渇 アドレス総数 : 32ビット = 4,294,467,295 クラスA,Bを割り当てられる組織数
約43億個 : 世界の総人口(63億)より少ない クラスA,Bを割り当てられる組織数 僅か ,384 = 16,510 IPアドレスが足りなくなってきた (特にクラスA,B)

7 IPアドレスの枯渇対策 長期的対策 短期的対策 IPｖ６ (Internet Protocol version 6)
NAT (Network Address Translation) CIDR (Classless Interdomain routing)

8 アドレスの無駄遣い クラスB: ホスト65534台可能 クラスC: ホスト254台接続可能 ホスト500台接続したい
ネットワークをサブネットに分割する

9 CIDR (Classless Interdomain routing)
ネットワークをサブネットに分割する クラスBネットワーク IPアドレス65534個 1022個 64個 1個のクラスBネットワークを各ホスト1022台 接続可能な64個のサブネットに分割可能

10 CIDRの利点 アドレスの節約 ブロードキャストドメインをセグメント化 セキュリティの向上

11 CIDRが有効な例 IPアドレスの節約 例 : 各定員10名である研究室12個それぞれにLANを設定, 各人に1個ずつIPアドレスを割り当てたい Labo 1 10名 Labo 2 10名 Labo 3 10名 Labo 12 10名 10×12個のIPアドレスが必要

12 IPアドレスの節約 全研究室にクラスCネットワークを 割り当てた場合 10×12個しか必要無いのに 256×12個のIPアドレスを消費
Labo 1 10名 Labo 2 10名 Labo 3 10名 Labo 12 10名 10×12個しか必要無いのに 256×12個のIPアドレスを消費

13 IPアドレスの節約 1個のクラスCネットワークを 16個のサブネットワークに分割 各14台のホストが接続可能な
2 3 4 5 6 16 各14台のホストが接続可能な サブネットワークが16個できる

14 IPアドレスの節約 必要IPアドレス 10×12個 256×12個消費 16×12個でOK サブネット化無し クラスC クラスC クラスC
Labo 1 10名 Labo 2 10名 Labo 3 10名 Labo 12 10名 256×12個消費 サブネット化あり 1 2 3 12 Labo 1 10名 Labo 2 10名 Labo 3 10名 Labo 12 10名 16×12個でOK

15 CIDRが有効な例 ブロードキャストドメインのセグメント化
スイッチはブロードキャストフレームを 全てのインタフェースから転送 ネットワーク ブロードキャストストーム が発生 PC1 PC2 PC3 PC4 =ブロードキャストドメイン

16 ブロードキャストドメインの セグメント化 サブネット化 サブネット1 サブネット2 PC3,4はブロードキャストを受け取らずにすむ PC1

17 CIDRが有効な例 セキュリティの向上 異なるネットワークへは 同じネットワーク内では ルータを通さないと 自由にアクセス可能
アクセス不可能

18 ルータによるセキュリティ ルータはアクセスリスト(※)により通過するパケットを遮断できる 遮断の例 特定のIPアドレスからの通信を遮断
特定のネットワークからの通信を遮断 特定のネットワークへの通信を遮断 特定のプロトコルによる通信を遮断 (※)アクセスリストはCCNA2で学習

19 ルータによるセキュリティ httpサーバから192.168.1.0へのhttpは許可
httpサーバから へのhttpは遮断 smtpサーバからのsmtpは全て許可 /27 /27 httpサーバ smtpサーバ ウェブ可 ウェブ不可 メール可

20 サブネットのスコープ サブネットはLAN内でのみ有効 - 外部に影響無し ネットワーク インタフェース 215.35.50.0 /24
/ 24 サブネット1 サブネット2 サブネット3 サブネット4 サブネット5 サブネット6 S0 ネットワーク インタフェース /24 シリアル0 サブネット化しても外部のルータの ルーティング表に影響無し

21 サブネット化 ホスト部の一部をサブネット部として借りる IPアドレス ネットワーク ホスト ネットワーク ホスト サブネットワーク

22 クラスCのサブネット化 20=1 28-2 = 254 24 8 21=2 27-2 = 126 1 7 22=4 26-2 = 62 2
サブネット数(※) ホスト数 ネットワークビット数 サブネットビット数 ホストビット数 20=1 28-2 = 254 24 8 21=2 27-2 = 126 1 7 22=4 26-2 = 62 2 6 23=8 25-2 = 30 3 5 24=16 24-2 = 14 4 25=32 23-2 = 6 26=64 22-2 = 2 (※)サブネットゼロを使用した場合

23 クラスBのサブネット化 サブネット数 ホスト数 ネットワークビット数 サブネットビット数 ホストビット数 20=1 216-2 = 65,534 16 21=2 215-2 = 32,766 1 15 22=4 214-2 = 16,382 2 14 23=8 213-2 = 8,190 3 13 24=16 212-2 = 4,094 4 12 25=32 211-2 = 2,046 5 11 26=64 210-2 = 1,022 6 10 27=128 29-2 = 510 7 9 28=256 28-2 = 254 8 29=512 27-2 = 126

24 クラスAのサブネット化 サブネット数 ホスト数 ネットワークビット数 サブネットビット数 ホストビット数 20=1 224-2 = 16,777,214 8 24 21=2 223-2 = 8,366,606 1 23 22=4 222-2 = 4,194,302 2 22 23=8 221-2 = 2,097,150 3 21 24=16 220-2 = 1,048,574 4 20 25=32 219-2 = 524,286 5 19 26=64 218-2 = 262,142 6 18 27=128 217-2 = 131,070 7 17 28=256 216-2 = 65,534 16 29=512 215-2 = 32,766 9 15

25 サブネットのネットワークアドレス ホスト部が n ビットの場合サブネットのネットワークアドレスは 2n ずつ増える
例 : でホスト部4ビット 24= ずつ増加 サブネット 2進表記 ネットワークアドレス 1 2 3 4 +16 +16 +16 +16

26 サブネットのネットワークアドレス 24 +1.0.0.0 16 +0.1.0.0 8 +0.0.1.0 23 +0.128.0.0 15
ホスト部 増加値 24 16 8 23 15 7 22 14 6 21 13 5 20 12 4 19 11 3 18 10 2 17 9

27 サブネットマスク ネットワークアドレス =ネットワーク部+サブネット部+ホスト部 サブネットマスクを使用 サブネット部の長さは可変
=どこまでがサブネットなのか区別が必要 サブネットマスクを使用

28 サブネットマスク 32ビット 例 : クラスBネットワーク 136.32.0.0 で サブネットに6ビット使用
ネットワーク部, サブネット部 : 1 ホスト部 : 0 例 : クラスBネットワーク で サブネットに6ビット使用 ネットワーク サブネット ホスト IPアドレス サブネットマスク サブネットマスク

29 サブネットマスク 例 : クラスBネットワーク 148.36.0.0 で サブネットに5ビット使用 255.255.248.0
ネットワーク: 16ビット サブネット: 5ビット サブネット ネットワークアドレス サブネットマスク ホストアドレス ～7.254 1 ～15.254 2 ～23.254 3 ～31.254 4 ～47.254

30 サブネットの表記 / (ネットワークのビット数)+(サブネットのビット数)
IPアドレスの後ろに / (ネットワークのビット数)+(サブネットのビット数) を書く 例 : クラスCネットワーク で　　　サブネットに2ビット使用 ネットワーク: 24ビット サブネット: 2ビット サブネット ネットワークアドレス ホストアドレス / 26 ～62 1 / 26 ～126 2 / 26 ～190 3 / 26 ～254

31 クラスCのサブネットマスク 20=1 28-2 = 254 255.255.255.0 / 24 21=2 27-2 = 126
サブネット数(※) ホスト数 サブネットマスク / 表記 20=1 28-2 = 254 / 24 21=2 27-2 = 126 / 25 22=4 26-2 = 62 / 26 23=8 25-2 = 30 / 27 24=16 24-2 = 14 / 28 25=32 23-2 = 6 / 29 26=64 22-2 = 2 / 30 (※)サブネットゼロを使用した場合

32 クラスBのサブネットマスク 20=1 216-2 = 65,534 255.255.0.0 / 16 21=2 215-2 = 32,766
サブネット数 ホスト数 サブネットマスク / 表記 20=1 216-2 = 65,534 / 16 21=2 215-2 = 32,766 / 17 22=4 214-2 = 16,382 / 18 23=8 213-2 = 8,190 / 19 24=16 212-2 = 4,094 / 20 25=32 211-2 = 2,046 / 21 26=64 210-2 = 1,022 / 22 27=128 29-2 = 510 / 23 28=256 28-2 = 254 / 24 29=512 27-2 = 126 / 25 210=1024 26-2 = 64 / 2６

33 クラスAのサブネットマスク サブネット数 ホスト数 サブネットマスク / 表記 20=1 224-2 = 16,777,214 / 8 21=2 223-2 = 8,366,606 / 9 22=4 222-2 = 4,194,302 / 10 23=8 221-2 = 2,097,150 / 11 24=16 220-2 = 1,048,574 / 12 25=32 219-2 = 524,286 / 13 26=64 218-2 = 262,142 / 14 27=128 217-2 = 131,070 / 15 28=256 216-2 = 65,534 / 16 29=512 215-2 = 32,766 / 17 210=1024 214-2 = 16,382 / 18

34 サブネットマスクと ネットワークアドレス増加値
サブネットマスク+増加値 = 256 (0,255以外の部分) 例 : クラスAネットワークでホスト部18ビット サブネットマスク : = 増加値 : 218 = = = 256

35 サブネットの予約アドレス 予約アドレス ホスト部全て 0 : ネットワークアドレス ホスト部全て 1 : ブロードキャストアドレス
例 : サブネット / 26 ネットワークアドレス : = ブロードキャストアドレス : =

36 サブネットゼロ 使用不可サブネット ただし実際には使用可能にする場合が多い サブネット部全て 0 : サブネットゼロ
サブネット部全て 1 : サブネットオールワン 例 : でサブネット部14ビット サブネットゼロ : = / 22 サブネットオールワン : = / 22 ただし実際には使用可能にする場合が多い

37 サブネット化の手順 サブネット部, ホスト部のビット数計算 サブネットマスク計算 ネットワークアドレス増加値計算
必要なホスト数→ホスト部のビット数 必要なサブネット数→サブネット部のビット数 サブネットマスク計算 ネットワークアドレス増加値計算 各サブネットにネットワークアドレス割り当て 各サブネットのブロードキャストアドレス計算 各サブネットのホストアドレス範囲計算

38 サブネットアドレスのチェック 例 : ホスト部5ビットの場合 サブネットマスク : 255.255.255.224
増加値 : 25 = 224+32=256 サブ ネット ネットワーク アドレス ホスト範囲 ブロードキャスト ～30 1 ～62 2 ～94 3 ～126 4 ～158 5 ～190 6 ～222 7 ～254 +32 サブネットアドレス+1 ～次のサブネットアドレス-2 次のサブネット アドレス-1

39 サブネット化の例 例 : クラスBネットワーク を62(=26-2)台のホストを接続できる1024 (=210)個のサブネットに分割 ネットワーク ホスト 16ビット 16ビット ホスト サブネット ネットワーク 16ビット 6ビット 10ビット ホスト部から10ビット借りる

40 サブネット化の例 サブネットマスク サブネットアドレス = 255.255.255.192
= サブネットアドレス ホスト部が6ビットなので、26 = ごと = 256 0番目のサブネット : / 26 1番目のサブネット : / 26 +64 2番目のサブネット : / 26 +64

41 サブネット化の例 +64 サブネットマスク : 255.255.255.192 アドレス増加値 26 = 0.0.0.64
アドレス増加値 26 = サブネット ネットワーク アドレス ホスト ブロードキャスト /26 ～0.62 1 /26 ～0.126 2 /26 ～0.190 3 /26 ～0.254 4 /26 ～1.62 5 /26 ～1.126 1023 /26 ～ +64 サブネットアドレス+1 ～次のサブネットアドレス-2 次のサブネット アドレス-1

42 サブネット化例題1 クラスBネットワーク 150.50.0.0 を、各ホスト500台接続可能なサブネットに分割 サブネットマスクは？
何個のサブネットに分割できるか？ 各サブネットに割り当て可能なIPアドレスの範囲は？

43 サブネット化例題1 255.255.254.0 サブネットマスクの計算 500 ≦ 29 - 2 なのでホスト部には 9ビットあれば良い
( / 23 ) サブネットの個数 サブネット部は = 7 ビットなので 27 = 128 個のサブネット

44 サブネット化例題1 IPアドレスの範囲 ホスト部が9ビットなので、ネットワークアドレスは 29 = 21+8 = 0.0.2.0 ごと
サブネットマスク : なので = 256 0番目のサブネット : / 23 1番目のサブネット : / 23 +2.0 2番目のサブネット : / 23 +2.0 3番目のサブネット : / 23 +2.0

45 サブネット化例題1 +2.0 サブネットマスク : 255.255.254.0 アドレス増加値 29 = 0.0.2.0
アドレス増加値 29 = サブネット ネットワーク アドレス ホスト ブロードキャスト /23 ～1.254 1 /23 ～3.254 2 /23 ～5.254 3 /23 ～7.254 4 /23 ～9.254 127 /23 ～ +2.0

46 サブネット化例題2 クラスBネットワーク 130.100.0.0 を、5個のサブネットに分割 サブネットマスクは？
各サブネットに接続可能なホスト数は？ 各サブネットに割り当て可能なIPアドレスの範囲は？

47 サブネット化例題2 255.255.224.0 サブネットマスクの計算 5 ≦ 23 なのでサブネット部には 3ビットあれば良い
( / 19 ) 各サブネットのホストの台数 ホスト部は = 13 ビットなので = 8190 台のホストが接続可能

48 サブネット化例題2 IPアドレスの範囲 ホスト部が13ビットなので、ネットワークアドレスは 213 = 25+8 = 0.0.32.0 ごと
サブネットマスク : なので = 256 0番目のサブネット : / 19 1番目のサブネット : / 19 +32.0 2番目のサブネット : / 19 +32.0 3番目のサブネット : / 19 +32.0

49 サブネット化例題2 +32.0 サブネットマスク : 255.255.224.0 アドレス増加値 213 = 0.0.32.0 1 2 3
アドレス増加値 213 = サブネット ネットワーク アドレス ホスト ブロードキャスト /19 ～31.254 1 /19 ～63.254 2 /19 ～95.254 3 /19 ～ 4 /19 ～ 5 /19 ～ 6 /19 ～ 7 /19 ～ +32.0

50 クラスフルネットワーク 全てのサブネットが同じサイズ 192.168.1.0/26 192.168.1.128/26
/26 /26 /26

51 クラスレスネットワーク サブネットごとにサイズが異なる 192.168.1.0/24 192.168.2.128/26
/30 /25 /27

52 クラスフルネットワークによる サブネット化
⑤ 2個 ① ② ③ ④ 100個 50個 20個 10個 サブネット1 サブネット2 サブネット3 サブネット4 このネットワークで をサブネット化すると？

53 クラスフルネットワークによる サブネット化
必要ホスト数 : 100, 50, 20, 10, 2 100 ≦ 27-2 なのでホスト部7ビット必要 サブネットマスク : アドレス増加値 サブネット ネットワークアドレス ホストアドレス ホスト数 1 /25 ～0.126 126 2 /25 ～0.254 3 /25 ～0.126 4 /25 ～1.254 5 / 25 ～2.126 全て同じサイズのサブネットにするのはホスト数の無駄

54 クラスレスネットワークによる サブネット化
サブネットごとにホスト部のビット数を変える サブネット 必要ホスト数 ホスト部 必要ビット 1 100 2 50 3 20 4 10 5 ≦ 22-2 ≦ 24-2 ≦ 25-2 ≦ 26-2 2 4 5 6 ≦ 27-2 7

55 クラスレスネットワークによる サブネット化の手順
必要なホスト数が多い順に並び替え 各サブネットのサブネット部, ホスト部のビット数計算 各サブネットのサブネットマスク計算 各サブネットのネットワークアドレス増加値計算 並び替えた順に各サブネットにネットワークアドレス割り当て 各サブネットのブロードキャストアドレス計算 各サブネットのホストアドレス範囲計算

56 クラスレスネットワークによる サブネット化
サブネットごとにホスト部のビット数を変える サブネット 必要 ホスト数 ホスト部 ビット サブネットマスク アドレス 増加値 1 100 7 2 50 6 3 20 5 4 10 252+4 = 256

57 クラスレスネットワークによる サブネット化
ネットワークアドレス ホスト範囲 アドレス増加値 1 2 3 4 5 /25 , 242 ～238 ～222 ～190 ～126 /26 /27 /28 /30

58 クラスレスネットワークによる サブネット化
⑤ 2個 /30 ① ② ③ ④ 100個 50個 20個 10個 /25 /27 /26 /28

59 クラスレスネットワークによる サブネット化の例
WAN ④ ⑤ 5個 4個 ⑧ ⑥ ⑦ ① ② ③ 100個 50個 10個 このネットワークに を割り当てるには？

60 クラスレスネットワークによる サブネット化の例
必要 ホスト数 ホスト部 ビット サブネットマスク アドレス 増加値 1 100 2 50 3 10 4 5 6 7 8 3 2 4 6 7

61 クラスレスネットワークによる サブネット化の例
ネットワークアドレス ホストアドレス範囲 アドレス 増加値 1 2 3 4 5 6 7 8 /25 , 232 , 230 , 226 ～222 ～214 ～206 ～190 ～126 /26 /28 /29 /29 /30 /30 /30

62 クラスレスネットワークによる サブネット化の例
WAN /29 /29 5個 4個 /30 /30 /30 100個 50個 10個 /25 /26 /28

63 演習問題 : クラスレスネット ワークによるサブネット化
① ② 120個 50個 ⑥ ⑦ ③ ④ ⑤ 12個 10個 8個 このネットワークに を割り当てるには？

64 演習問題 : クラスレスネット ワークによるサブネット化
必要 ホスト数 ホスト部 ビット サブネットマスク アドレス 増加値 1 120 2 50 3 12 4 10 5 8 6 7 4 2 6 7

65 演習問題 : クラスレスネット ワークによるサブネット化
ネットワークアドレス ホストアドレス範囲 アドレス 増加値 1 2 3 4 5 6 7 /25 , 246 , 242 ～238 ～222 ～206 ～190 ～126 /26 /28 /28 /28 /30 /30

66 演習問題 : クラスレスネット ワークによるサブネット化
/25 /26 120個 50個 /30 /30 12個 10個 8個 /28 /28 /28