サブネットマスクの計算

結論：サブネットマスクは「どこまでが建物名か」を示す定規

サブネットマスクは、32ビットのIPアドレスのうち「どこまでがネットワーク部（どのネットワークか）で、どこからがホスト部（その中のどの機器か）か」を示す32ビットの値です。マスクが 1 のビットがネットワーク部、0 のビットがホスト部です。

たとえるなら、IPアドレスは「マンション名＋部屋番号」で、マスクは「ここまでがマンション名」と線を引く定規です。この線を後ろへずらすと、ホスト部の一部をネットワーク部として使えるようになり、1つの大きなネットワークを小さなネットワーク（サブネット）に分けられます。

試験で「サブネットマスクの説明はどれか」と聞かれたら、答えは 「ホスト部を分割して、より小さいネットワークを複数つくるための情報」 です。

マスクの形：1 は上から連続し、途中で 0 に変わったら最後まで 0

マスクは 上位ビットから 1 が連続し、ある位置から先は全部 0 という形しか取れません。だから各オクテット（8ビットずつの区切り。IPアドレスの「.」で区切った1つ分）に入る値は、次の9種類だけです。

たとえば 255.255.255.1 の最後は 00000001、.32 は 00100000、.64 は 01000000 で、どれも 1 が上から詰まっていないのでマスクになりません。128（10000000）だけが正しい形です。

プレフィックス長（/22 のように「上から何ビットが 1 か」を数で書いたもの）とマスクは同じ情報です。/22 なら 8+8+6 ビットが 1 なので 255.255.252.0、/28 なら 24+4 ビットで 255.255.255.240 です。

3つの特別なアドレスとホスト数

1つのサブネットの中で、ホスト部が 全部 0 のアドレス＝ネットワークアドレス（ネットワークそのものの名前）、全部 1 のアドレス＝ブロードキャストアドレス（全員あての一斉送信用）です。この2つは機器に割り当てられません。

だから 使えるホスト数 ＝ 2^(ホスト部のビット数) − 2 です。ホスト部のビット数は 32 − プレフィックス長で求めます。

なお、オクテットの値は 0〜255 しかないので、192.168.32.256 のような値はアドレスとして成り立ちません。

最速の解き方：区切り幅で考える

2進数で全部書き出さなくても、区切り幅（256 − マスクの値） を使えば暗算で解けます。駐車場の区画が「16台ずつ」に線引きされていると考えると、どの区画に入るかは割り算だけで決まります。

1. 注目オクテットを決める：マスクが 255 でも 0 でもないオクテットです。/17〜/23 なら第3オクテット、/25〜/31 なら第4オクテット（/9〜/15 なら第2オクテット）。
2. 区切り幅 ＝ 256 − 注目オクテットのマスク値 を出す（240 なら 16、252 なら 4）。
3. 注目オクテットのIPの値を 区切り幅の倍数で切り捨て る → それがネットワークアドレスの値。
4. ネットワークアドレスの値 ＋ 区切り幅 − 1 がブロードキャストの値。注目オクテットより後ろは、ネットワークアドレスでは 0、ブロードキャストでは 255 にする。

/24 は境界で、注目オクテットがありません。第3オクテットまでがそのままネットワーク部なので、ネットワークアドレスは末尾 .0、ブロードキャストは末尾 .255 と考えます。/16 も同様に、後ろ2オクテットが .0.0 と .255.255 です。

flowchart TD
  A["マスク（またはプレフィックス長）を確認"] --> B["255でも0でもないオクテットを探す"]
  B --> C["区切り幅 = 256 − マスク値"]
  C --> D["IPの値を区切り幅の倍数に切り捨て = ネットワークアドレス"]
  D --> E["＋区切り幅 − 1 = ブロードキャスト"]
  E --> F["その間がホストに使える範囲"]

ビット演算の式で書くと

ネットワークアドレスは IPアドレスとマスクの論理積（AND） です。AND は「両方 1 のときだけ 1」なので、マスクが 0 のホスト部は消え、ネットワーク部だけが残ります。

～ はビット反転（0 と 1 を入れ替える）です。～m はホスト部だけが 1 になるので、a と AND を取るとホスト部だけが残ります。この式の問題は出題が少ないので、「ネットワークは & m、ホストは & ～m」とだけ覚えれば十分です。

試験での問われ方

• ネットワークアドレスを選ばせる問題（最頻出）：選択肢に「ブロードキャスト（.31 や .255）」や「区切りを無視した .0」が混ざります。区切り幅の倍数に切り捨てた値を選びます。
• 同じサブネットか判定する問題：区切りの境界（16 の倍数など）をまたぐ組合せが並びます。両方を区切り幅で割って、商が同じかを見ます。
• 割り当ててはいけないアドレス：範囲の最後（ホスト部が全部 1）を見落とさせます。最初（全部 0）と最後は割り当て不可です。
• ホスト数：−2 を忘れた値（16、512 など）や、プレフィックス長そのもの（23 など）が選択肢にあります。
• ブロードキャスト（/22 など）：/24 と同じ感覚で第3オクテットをそのまま残した選択肢が罠です。
• 正しいマスクを選ぶ：2進数にして 1 が上から連続しているかを確認します。