ネットワークアドレスとブロードキャストアドレス

ネットワークの中には「配れないアドレス」が2つある

あるネットワークのアドレス範囲には、機器（ホスト）に自由に割り当てられるアドレスだけでなく、ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスという、特別な役目を持つ2つのアドレスが必ず含まれています。マンションで例えるなら、ネットワークアドレスは「マンション全体の住所そのもの」、ブロードキャストアドレスは「全戸に一斉放送するための呼び出し番号」です。どちらも、特定の1部屋（1台の機器）を指す住所としては使えません。

ネットワークアドレス：ホスト部がすべて0

ネットワークアドレスは、ホスト部のビットをすべて0にしたアドレスです。たとえば 192.168.1.0/24 なら、ホスト部（下位8ビット）が全部0の 192.168.1.0 がネットワークアドレスにあたります。これは「このネットワークそのもの」を指す住所で、ルーティングテーブルなどに登場しますが、機器のIPアドレスとしては使えません。

ブロードキャストアドレス：ホスト部がすべて1

ブロードキャストアドレスは、ホスト部のビットをすべて1にしたアドレスです。192.168.1.0/24 であれば 192.168.1.255 がこれにあたります。このアドレス宛てに送られたデータは、そのネットワーク内の全機器に届きます。マンションの「全戸一斉放送」と同じで、特定の1戸（1台）に向けたものではないため、こちらも機器には割り当てられません。

有効ホスト数 = 2^h − 2

ホスト部のビット数を h とすると、そのネットワークで表現できるアドレスの総数は 2^h 個です。しかし、そのうち先頭（ネットワークアドレス）と末尾（ブロードキャストアドレス）の2つは機器に使えないため、実際に機器へ割り当てられる有効ホスト数は次の式になります。

有効ホスト数 = 2^h − 2

/24（ホスト部8ビット）なら 2^8 − 2 = 254台。/28（ホスト部4ビット）なら 2^4 − 2 = 14台です。範囲でいうと、192.168.1.0/24 の有効ホスト範囲は 192.168.1.1 〜 192.168.1.254 になります。

例外：/31と/30の扱い

ルーター同士を1本の回線でつなぐポイントツーポイント回線では、ホストが2台しかいないため、伝統的には /30（有効ホスト2台、2^2−2=2）がよく使われます。さらにアドレスを節約する目的で、RFC3021により /31 を2台の直接接続リンクに使うことも認められています。/31 はホスト部が1ビットしかなく通常なら 2^1−2=0 台になってしまいますが、この特殊なケースではネットワークアドレス・ブロードキャストアドレスという概念自体を適用せず、2つのアドレスを両方ともホストとして使います。試験では「原則は2^h−2、ただし/31は例外」と覚えておくと安心です。

試験でのポイント

CCNA試験では「あるIPアドレスと プレフィックス長 が与えられ、ネットワークアドレス・ブロードキャストアドレス・有効ホスト範囲を答えさせる」問題が頻出です。引っかけとして、ネットワークアドレスやブロードキャストアドレスそのものを「使ってよいホストアドレス」として選ばせようとする選択肢が混ざることがあります。「ホスト部が全0=ネットワークアドレス」「全1=ブロードキャストアドレス」「どちらも機器には割り当てられない」という原則を、瞬時に判断できるようにしておきましょう。また /31 は例外的に2台ともホストとして使える点も、まれに問われます。