IPv4サブネットはどのように機能しますか？

Question

これはIPv4サブネットについての標準的な質問です。

関連：

IPv6サブネットはどのように機能し、IPv4サブネットとはどのように異なりますか？

サブネット化はどのように行われ、どのように行われますか手でまたは頭の中で概念といくつかの例の両方で説明しますか？ Server Faultはサブネット化された宿題の質問をたくさん受け取るので、Server Fault自体にそれらをポイントするための回答を使用できます。

ネットワークを持っている場合、どのように分割するのかをどうやって理解するのですか？
ネットマスクが与えられた場合、そのネットワーク範囲がどのようになっているのかをどのようにして知ることができますか？
スラッシュの後に番号が続く場合がありますが、その番号は何ですか？
サブネットマスクだけでなくワイルドカードマスクもある場合、それらは同じように見えますが異なりますか？
誰かがこのためのバイナリを知っていることについて何か言及しましたか？

Evan Anderson · Accepted Answer

ルーターがパケットの適切な宛先を選択できるように、IPサブネットが存在します。 IPサブネットを使用して、論理的な理由（ファイアウォールなど）または物理的な必要性（小さなブロードキャストドメインなど）のために、より大きなネットワークを分割できます。

ただし、簡単に言うと、IPルーターはIPサブネットを使用してルーティングを決定します。これらの決定がどのように機能するかを理解し、IPサブネットを計画する方法を理解できます。

1に数えます

すでにバイナリ（base 2）表記に堪能な場合は、このセクションをスキップできます。

残されたあなたのために：バイナリ表記に堪能でないことをあなたに恥！

ええ、それは少し厳しいかもしれません。バイナリでカウントすること、そしてバイナリを10進数に変換したり逆にしたりするためのショートカットを学ぶことは、本当に、本当に簡単です。あなたは本当にそれを行う方法を知っている必要があります。

1に数える方法を知っていればよいので、バイナリでのカウントはとても簡単です。

従来のオドメーターとは異なり、各桁は0から1までしかカウントできないことを除いて、車の「オドメーター」を考えてみてください。車が工場から出荷された時点で、オドメーターは「00000000」を読み取ります。

最初の1マイルを走行すると、走行距離計は「00000001」を読み取ります。ここまでは順調ですね。

2マイル走行すると、走行距離計の最初の桁が「0」に戻り（最大値は「1」であるため）、走行距離計の2桁目が「1」に戻り、走行距離計は「 00000010 "。これは10進表記では10のように見えますが、2進表記では実際には2（これまでに車を運転したマイルの数）です。

オドメーターの最初の桁が再び回転するため、3マイル走行すると、オドメーターは「00000011」になります。バイナリ表記の「11」は、10進数の3と同じです。

最後に、4マイルを運転すると、両方の桁（3マイルの終わりに「1」を読んでいた）がゼロ位置にロールバックし、3桁目が「1」位置にロールアップして、「 00000100」。これが10進数4の2進数表現です。

必要に応じて、これらすべてを記憶することができますが、カウントする数値が大きくなるにつれて、方法小さな走行距離計が「ロールオーバー」することを本当に理解するだけで済みます。これは、従来の10進オドメーターの操作とまったく同じですが、架空の「2進オドメーター」では各桁を「0」または「1」にしかできません。

10進数を2進数に変換するには、走行距離計を前方に1ティックずつ進み、2進数に変換する10進数に等しい回数だけ声を出してカウントします。オウトメーターに表示されているのは、そのすべての回転と回転がカウントアップした10進数の2進数表現になった後です。

オドメーターがどのように前進するかを理解しているので、オドメーターがどのように後退するかも理解できます。オドメーターに表示された2進数を10進数に戻すには、オドメーターを一度に1ティックずつ戻し、オドメーターが「00000000」と表示されるまで読み上げます。すべてのカウントとローリングが完了すると、最後に声に出して言うのは、オドメーターが開始した2進数の10進数表現になります。

この方法で2進数と10進数の間で値を変換することは、 very 退屈な作業になります。あなたはそれを行うことができますが、それは非常に効率的ではありません。少しアルゴリズムを習得する方が簡単です。

さておき、2進数の各桁は「ビット」と呼ばれます。それは「バイナリ」の「b」と「数字」の「it」です。ビットは2進数です。

たとえば、「1101011」のような2進数を10進数に変換することは、便利な小さなアルゴリズムを使用した単純なプロセスです。

2進数のビット数を数えることから始めます。この場合、7枚あります。1枚の紙に（あなたの心の中で、テキストファイルなどで）7つの区分を作成し、右から左に記入を始めます。一番右のスロットに、数字の「1」を入力します。これは、常に「1」から始まるためです。左側の次のスロットで、右側のスロットの値を2倍に入力し（次のスロットでは「2」、次のスロットでは「4」）、すべてのスロットがいっぱいになるまで続けます。（これらの数は2のべき乗であり、次第に記憶していくことになります。頭の中で私は131,072まで大丈夫ですが、その後は通常、電卓または紙が必要です）。

だから、あなたはあなたの小さなスロットのあなたの紙に次のものを持っているべきです。

 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |

次のように、スロットの下の2進数からビットを転記します。

 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 | 1 1 0 1 0 1 1

次に、いくつかの記号を追加して、問題の答えを計算します。

 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 | x 1 x 1 x 0 x 1 x 0 x 1 x 1 --- --- --- --- --- --- --- + + + + + + =

すべての数学をやって、あなたは思いつくはずです：

 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 | x 1 x 1 x 0 x 1 x 0 x 1 x 1 --- --- --- --- --- --- --- 64 + 32 + 0 + 8 + 0 + 2 + 1 = 107

それで終わりです。 10進数の「1101011」は107です。これは、単純なステップと簡単な計算です。

10進数から2進数への変換も同じくらい簡単で、基本的なアルゴリズムは同じですが、逆に実行します。

218を2進数に変換するとします。紙面の右側から「1」と書いてください。左側に、その値を2倍にして（つまり、「2」）、最後の値を2倍にして、紙の左側に向かって移動を続けます。書き込もうとしている数値が変換中の数値より大きい場合は、書き込みを停止します。それ以外の場合は、前の数字を2倍にして書き続けます。（このアルゴリズムを使用して、34,157,216,092のような大きな数を2進数に変換するのは少々面倒ですが、それは確かに可能です。）

だから、あなたはあなたの紙に持っているべきです：

 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |

128を2倍にすると256になるため、変換する数値（218）よりも大きいため、128での数値の書き込みを停止しました。

左端の番号から始めて、その上に「218」と書き（128）、「218は128以上ですか？」と自問してください。答えが「はい」の場合、「128」の下の「1」をスクラッチします。「64」の上に、218-128（90）の結果を書き込みます。

「64」を見て、「90は64以上か？」と自問してください。そのため、「64」の下に「1」を書き込み、次に90から64を引いて、「32」の上に書き込みます（26）。

ただし、「32」に到達すると、32は26以下であることがわかります。この場合、「32」の下に「0」を書き込み、数値（26）を32の上から「上」にコピーします16インチ、残りの数字で同じ質問を続けます。

すべて完了したら、次のものが必要です。

 218 90 26 26 10 2 2 0 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 | 1 1 0 1 1 0 1 0

上部の数字は計算で使用されたメモに過ぎず、私たちにとってあまり意味がありません。ただし、下部には2進数の「11011010」が表示されます。案の定、バイナリに変換された218は「11011010」です。

これらの非常に簡単な手順に従って、バイナリを10進数に変換し、電卓なしで再び元に戻すことができます。数学はすべて非常に単純であり、ルールはほんの少しの練習で記憶することができます。

アドレスの分割

ピザの配達のようなIPルーティングを考えてください。

「123 Main Street」にピザを配達するように求められたとき、人間として、「Main Street」という名前の番地にある「123」という番号の建物に行きたいことは明らかです。建物番号は100〜199で、ほとんどの街区には数百の番号が付いているため、メインストリートの100ブロックに行く必要があることは簡単にわかります。アドレスを分割する方法を「知っている」だけです。

ルーターはピザではなくパケットを配信します。彼らの仕事はピザの運転手と同じです。貨物（パケット）をできるだけ目的地に近づけることです。ルーターが2つ以上のIPサブネットに接続されている（まったく役立つ）。ルーターは、パケットドライバのように、パケットの宛先IPアドレスを調べ、それらの宛先アドレスを「番地」と「建物番号」のコンポーネントに分解して、配信に関する決定を行う必要があります。

IPネットワーク上の各コンピューター（または「ホスト」）は、固有のIPアドレスとサブネットマスクで構成されます。そのIPアドレスは、「ホストID」と呼ばれる「ビルディングナンバー」コンポーネント（上記の例では「123」のような）と呼ばれる「ストリート名」コンポーネント（上記の例の「メインストリート」のように）に分割できます。「ネットワークID」。人間の目では、建物の番号と通りの名前が「123 Main Street」のどこにあるかは簡単にわかりますが、「10.13.216.41」では、サブネットマスクが255.255.192.0 "の場合、その分割がわかりにくいのです。

IPルーターは、ルーティングの決定を行うために、IPアドレスをこれらのコンポーネント部分に分割する方法を「知っている」だけです。 IPパケットのルーティング方法を理解することは、このプロセスを理解することにかかっているため、IPアドレスを分割する方法も知る必要があります。さいわい、IPアドレスとサブネットマスクからホストIDとネットワークIDを抽出するのは、実際には非常に簡単です。

バイナリでIPアドレスを書き出すことから始めます（まだ頭でこれを習得していない場合は計算機を使用しますが、その方法を覚えておいてください-それは本当に、本当に簡単で、異性に印象づけますパーティー）：

 10. 13. 216. 41 00001010.00001101.11011000.00101001

サブネットマスクもバイナリで記述します。

 255. 255. 192. 0 11111111.11111111.11000000.00000000

横に並べると、「1」が停止するサブネットマスクのポイントが、IPアドレスのポイントに「整列」していることがわかります。これが、ネットワークIDとホストIDが分かれている点です。したがって、この場合：

 10. 13. 216. 41 00001010.00001101.11011000.00101001 - IP address 11111111.11111111.11000000.00000000 - subnet mask 00001010.00001101.11000000.00000000 - Portion of IP address covered by 1's in subnet mask, remaining bits set to 0 00000000.00000000.00011000.00101001 - Portion of IP address covered by 0's in subnet mask, remaining bits set to 0

ルーターは、サブネットマスクを使用して、IPアドレスの1でカバーされるビットを「マスクアウト」して（「マスクアウト」されていないビットを0に置き換えて）、ネットワークIDを抽出します。

 10. 13. 192. 0 00001010.00001101.11000000.00000000 - Network ID

同様に、サブネットマスクを使用して、IPアドレスの0でカバーされるビットを「マスクアウト」する（「マスクアウト」されていないビットを再び0に置き換える）ことで、ルーターはホストIDを抽出できます。

 0. 0. 24. 41 00000000.00000000.00011000.00101001 - Portion of IP address covered by 0's in subnet mask, remaining bits set to 0

ピザの配達中に物理アドレスの「ビルディング番号」と「ストリート名」の間のように、ネットワークIDとホストIDの間の「区切り」を人間の目で見るのは簡単ではありませんが、最終的な効果は同じ。

IPアドレスとサブネットマスクをホストIDとネットワークIDに分割できるようになったので、ルーターと同じようにIPをルーティングできます。

その他の用語

サブネットマスクは、インターネット全体およびこの回答の残り全体で（IP /番号）として書き込まれます。この表記は、「クラスレスドメイン間ルーティング」（CIDR）表記として知られています。「255.255.255.0」は、最初は24ビットの1で構成されており、「255.255.255.0」よりも「/ 24」と書く方が高速です。 CIDR番号（ "/ 16"など）をドット付き10進数のサブネットマスクに変換するには、その数の1を書き出し、8ビットのグループに分割して、10進数に変換します。（たとえば、「/ 16」は「255.255.0.0」です。）

「昔」に戻ると、サブネットマスクは指定されていませんでしたが、IPアドレスの特定のビットを調べることによって導き出されました。たとえば、0〜127で始まるIPアドレスには、255.0.0.0の暗黙のサブネットマスクがありました（「クラスA」IPアドレスと呼ばれます）。

これらの暗黙のサブネットマスクは現在使用されていません。クラスレスIPアドレッシングをサポートしていない非常に古い機器や古いプロトコル（RIPv1など）に対処するという不幸がない限り、これらについて学ぶことはお勧めしません。これらのアドレスの「クラス」については、これ以上は触れません。今日では適用できず、混乱を招く可能性があるためです。

一部のデバイスでは、「ワイルドカードマスク」と呼ばれる表記法を使用しています。「ワイルドカードマスク」は、1の場合はすべて0、0の場合は1のサブネットマスクにすぎません。/26の「ワイルドカードマスク」は次のとおりです。

 11111111.11111111.11111111.11000000 - /26 subnet mask 00000000.00000000.00000000.00111111 - /26 "wildcard mask"

通常、アクセス制御リストまたはファイアウォールルールでホストIDの照合に使用される「ワイルドカードマスク」が表示されます。ここではそれらについてこれ以上説明しません。

ルーターの仕組み

前に述べたように、IPルーターはピザの配達ドライバーと同じような仕事をしていて、貨物（パケット）を宛先に届ける必要があります。 IPルーターは、アドレス192.168.10.2にバインドされたパケットを提示された場合、そのパケットを宛先に近づけるのに最適なネットワークインターフェイスを決定する必要があります。

あなたがIPルーターであり、番号が付けられたインターフェースが接続されているとします。

イーサネット0-192.168.20.1、サブネットマスク/ 24
イーサネット1-192.168.10.1、サブネットマスク/ 24

「192.168.10.2」の宛先アドレスで配信するパケットを受信した場合、Ethernet1インターフェイスアドレスがパケットの宛先に対応しているため、パケットをインターフェイスEthernet1から送信する必要があることを（人間の目で）簡単に判断できます。住所。 Ethernet1インターフェースに接続されているすべてのコンピューターには、「Ethernet 192.168.10。」で始まるIPアドレスが割り当てられます。これは、Ethernet1インターフェースに割り当てられたIPアドレスのネットワークIDが「192.168.10.0」であるためです。

ルーターの場合、このルート選択プロセスは、ルーティングテーブルを作成し、パケットが配信されるたびにテーブルを参照することによって行われます。ルーティングテーブルには、ネットワークIDと宛先インターフェイス名が含まれています。 IPアドレスとサブネットマスクからネットワークIDを取得する方法はすでに知っているので、ルーティングテーブルを作成する準備が整いました。このルーターのルーティングテーブルは次のとおりです。

ネットワークID：192.168.20.0（11000000.10101000.00010100.00000000）-24ビットのサブネットマスク-インターフェイスEthernet0
ネットワークID：192.168.10.0（11000000.10101000.00001010.00000000）-24ビットのサブネットマスク-インターフェイスイーサネット1

「192.168.10.2」にバインドされた着信パケットの場合、そのパケットのアドレスをバイナリに変換するだけで（人間として、ルーターは最初にネットワークからバイナリとして取得します）、ルーティング内の各アドレスに一致させます。エントリと一致するまでテーブル（サブネットマスクのビット数まで）。

着信パケットの宛先：11000000.10101000.00001010.00000010

それをルーティングテーブルのエントリと比較します。

11000000.10101000.00001010.00000010 - Destination address for packet 11000000.10101000.00010100.00000000 - Interface Ethernet0 !!!!!!!!.!!!!!!!!.!!!????!.xxxxxxxx - ! indicates matched digits, ? indicates no match, x indicates not checked (beyond subnet mask) 11000000.10101000.00001010.00000010 - Destination address for packet 11000000.10101000.00001010.00000000 - Interface Ethernet1, 24 bit subnet mask !!!!!!!!.!!!!!!!!.!!!!!!!!.xxxxxxxx - ! indicates matched digits, ? indicates no match, x indicates not checked (beyond subnet mask)

Ethernet0のエントリは最初の19ビットに一致しますが、その後一致しなくなります。つまり、適切な宛先インターフェースではありません。インターフェイスEthernet1が宛先アドレスの24ビットと一致していることがわかります。ああ、ハ！パケットはインターフェースEthernet1にバインドされます。

実際のルーターでは、ルーティングテーブルは、最長のサブネットマスクが最初に一致するかどうか（つまり、最も具体的なルート）がチェックされ、一致が見つかるとすぐにパケットをルーティングできるように並べ替えられます。さらにマッチングを試行する必要はありません（つまり、192.168.10.0が最初にリストされ、192.168.20.0がチェックされることはありません）。ここでは、少し簡略化しています。凝ったデータ構造とアルゴリズムはより高速なIPルーターを作成しますが、単純なアルゴリズムでも同じ結果が得られます。

静的ルート

ここまで、ネットワークに直接接続されている仮想ルーターについて説明しました。それは明らかに、世界が実際に機能する方法ではありません。ピザを運転するアナロジーでは、ドライバーがフロントデスクよりも建物の中に入ることが許可されず、最終受信者に配達するためにピザを誰かに渡す必要がある場合があります（不信を保留して、私と一緒にいる間は我慢してください）アナロジーを伸ばしてください）。

最初の例からルーターを「ルーターA」と呼ぶことから始めましょう。次のように、RouterAのルーティングテーブルをすでに知っています。

ネットワークID：192.168.20.0（11000000.10101000.00010100.00000000）-サブネットマスク/ 24-インターフェイスRouterA-Ethernet0
ネットワークID：192.168.10.0（11000000.10101000.00001010.00000000）-サブネットマスク/ 24-インターフェイスRouterA-Ethernet1

Ethernet0およびEthernet1インターフェイスに割り当てられたIPアドレス192.168.10.254/24および192.168.30.1/24を持つ別のルーター「ルーターB」があるとします。次のルーティングテーブルがあります。

ネットワークID：192.168.10.0（11000000.10101000.00001010.00000000）-サブネットマスク/ 24-インターフェイスRouterB-Ethernet0
ネットワークID：192.168.30.0（11000000.10101000.00011110.00000000）-サブネットマスク/ 24-インターフェイスRouterB-Ethernet1

Pretty ASCII artでは、ネットワークは次のようになります。

 Interface Interface Ethernet1 Ethernet1 192.168.10.1/24 192.168.30.254/24 __________ V __________ V | | V | | V ----| ROUTER A |------- /// -------| ROUTER B |---- ^ |__________| ^ |__________| ^ ^ Interface Interface Ethernet0 Ethernet0 192.168.20.1/24 192.168.10.254/24

ルーターBは、ルーターAが何も知らないネットワーク192.168.30.0/24に「到達する」方法を知っていることがわかります。

ルータAのEthernet0インターフェイスに接続されたネットワークに接続されたIPアドレス192.168.20.13のPCが、配信のためにパケットをルータAに送信するとします。架空のパケットの宛先はIPアドレス192.168.30.46です。これは、ルーターBのEthernet1インターフェイスに接続されているネットワークに接続されているデバイスです。

上記のルーティングテーブルでは、ルーターAのルーティングテーブルのいずれのエントリも宛先192.168.30.46と一致しないため、ルーターAはメッセージ「Destination network unreachable」とともに送信側PCにパケットを返します。

ルーターAに192.168.30.0/24ネットワークの存在を認識させるために、ルーターAのルーティングテーブルに次のエントリを追加します。

ネットワークID：192.168.30.0（11000000.10101000.00011110.00000000）-サブネットマスク/ 24-192.168.10.254経由でアクセス可能

このようにして、ルータAには、サンプルパケットの宛先192.168.30.46と一致するルーティングテーブルエントリがあります。このルーティングテーブルエントリは、「192.168.30.0/24にバインドされたパケットを受け取った場合、その処理方法を知っているので、192.168.10.254に送信する」と効果的に言っています。これは、前述の「フロントでピザを渡す」アクションに似ています。目的地に近づける方法を知っている誰かにパケットを渡します。

「手動」でエントリをルーティングテーブルに追加することは、「静的ルート」を追加することと呼ばれます。

ルーターBがパケットを192.168.20.0サブネットマスク255.255.255.0ネットワークに配信する場合、ルーティングテーブルにもエントリが必要です。

ネットワークID：192.168.20.0（11000000.10101000.00010100.00000000）-サブネットマスク/ 24-アクセス可能：192.168.10.1（192.168.10.0ネットワーク内のルーターAのIPアドレス）

これにより、192.168.30.0/24ネットワークと192.168.20.0/24ネットワークの間で、これらのルーター間の192.168.10.0/24ネットワークを介して配信するためのパスが作成されます。

このような「インタースティシャルネットワーク」の両側にあるルーターに、「遠端」ネットワーク用のルーティングテーブルエントリがあることを常に確認する必要があります。この例のルータBに、ルータAに接続された「遠端」ネットワーク192.168.20.0/24のルーティングテーブルエントリがない場合、192.168.20.13のPCからの架空のパケット would 192.168.30.46で宛先デバイスに到達しますが、192.168.30.46が送り返そうとした応答は、ルーターBによって「宛先ネットワークに到達できません」として返されます。一方向通信は一般に望ましくありません。コンピュータネットワークでの通信について考えるときは、常に both 方向に流れるトラフィックについて考えるようにしてください。

静的ルートから多くの走行距離を得ることができます。 EIGRP、RIPなどの動的ルーティングプロトコルは、実際にはルーターが相互にルーティング情報を交換する方法にすぎず、実際には静的ルートで構成できます。ただし、スタティックルートよりもダイナミックルーティングプロトコルを使用する大きな利点の1つは、ダイナミックルーティングプロトコルがネットワークの状態（帯域幅の使用率、インターフェイスの「ダウン」）に基づいてルーティングテーブルを動的に変更できることです。など）、したがって、動的ルーティングプロトコルを使用すると、ネットワークインフラストラクチャの障害やボトルネックを「迂回する」構成になる可能性があります。（ただし、動的ルーティングプロトコルは [〜＃〜] way [〜＃〜] この回答の範囲外です。）

ここからそこにたどり着けない

例のルーターAの場合、「172.16.31.92」宛てのパケットが着信するとどうなりますか？

ルーターAのルーティングテーブルを見ると、宛先インターフェイスも静的ルートも172.18.31.92の最初の24ビット（10101100.00010000.00011111.01011100、BTW）と一致していません。

すでに知っているように、ルーターAは「宛先ネットワークに到達できません」メッセージを介して送信者にパケットを返します。

アドレス「192.168.20.254」に座っている別のルーター（ルーターC）があるとします。ルーターCはインターネットに接続されています！

 Interface Interface Interface Ethernet1 Ethernet1 Ethernet1 192.168.20.254/24 192.168.10.1/24 192.168.30.254/24 __________ V __________ V __________ V (( heap o )) | | V | | V | | V (( internet )) ----| ROUTER C |------- /// -------| ROUTER A |------- /// -------| ROUTER B |---- (( w00t! )) ^ |__________| ^ |__________| ^ |__________| ^ ^ ^ Interface Interface Interface Ethernet0 Ethernet0 Ethernet0 10.35.1.1/30 192.168.20.1/24 192.168.10.254/24

ルーターAがローカルインターフェイスに一致しないパケットをルーターCまでルーティングし、ルーターCがインターネットにパケットを送信できるようにするとよいでしょう。「デフォルトゲートウェイ」ルートを入力します。

次のように、ルーティングテーブルの最後にエントリを追加します。

ネットワークID：0.0.0.0（00000000.00000000.00000000.00000000）-サブネットマスク/ 0-宛先ルーター：192.168.20.254

「172.16.31.92」をルーティングテーブルの各エントリに一致させようとすると、この新しいエントリに到達します。最初は少し困惑します。宛先アドレスのゼロビットと一致するように探しています...待って...何ですか？ゼロビットに一致しますか？したがって、私たちは一致をまったく探していません。このルーティングテーブルエントリは、基本的には、「配信をあきらめるのではなく、ここに到着した場合は、パケットを192.168.20.254のルーターに送信して処理させる」と言っています。

192.168.20.254は、 [〜＃〜] do [〜＃〜] がパケットを配信する方法を知っている宛先です。特定のルーティングテーブルエントリがない宛先に向かうパケットに直面した場合、この「デフォルトゲートウェイ」エントリは常に一致し（宛先アドレスのゼロビットに一致するため）、「最後の手段」となる場所を提供します。配信のためにパケットを送信します。「最後の手段のゲートウェイ」と呼ばれるデフォルトゲートウェイが聞こえることがあります。

デフォルトゲートウェイルートを有効にするには、ルーティングテーブルの他のエントリを使用して到達可能なルーターを参照する必要があります。たとえば、ルーターAでデフォルトゲートウェイ192.168.50.254を指定しようとすると、そのようなデフォルトゲートウェイへの配信は失敗します。 192.168.50.254は、ルーターAがルーティングテーブル内の他のルートを使用してパケットを配信する方法を知っているアドレスではないため、このようなアドレスはデフォルトゲートウェイとしては無効です。これは簡潔に述べることができます。デフォルトゲートウェイは、ルーティングテーブル内の別のルートを使用してすでに到達可能なアドレスに設定する必要があります。

実際のルーターは通常、デフォルトゲートウェイをルーティングテーブルの最後のルートとして格納し、テーブル内の他のすべてのエントリとの一致に失敗した後にパケットと一致するようにします。

都市計画とIPルーティング

IPサブネットをより小さなIPサブネットに分割することは、都市計画です。都市計画では、ゾーニングを使用して、景観の自然の特徴（川、湖など）に適応し、都市のさまざまな部分間の交通量に影響を与え、さまざまなタイプの土地利用（産業、住宅など）を分離します。 IPサブネット化は、ほとんど同じです。

ネットワークをサブネット化する主な理由は3つあります。

異なる通信メディアを介して通信したい場合があります。 T1がある場合WAN 2つの建物間の接続は、IPルーターをこれらの接続の両端に配置して、T1を介した通信を容易にすることができます。両端のネットワーク（および「インタースティシャル」ネットワーク） T1自体）は一意のIPサブネットに割り当てられるため、ルータはT1回線を介してどのトラフィックを送信するかを決定できます。
イーサネットネットワークでは、サブネット化を使用して、ネットワークの特定の部分のブロードキャストトラフィックの量を制限できます。アプリケーション層プロトコルは、非常に便利な目的でイーサネットのブロードキャスト機能を使用します。ただし、同じイーサネットネットワークにホストを詰め込むにつれて、有線（またはワイヤレスイーサネットでは空中）のブロードキャストトラフィックの割合が増加して、非ブロードキャストトラフィックの配信に問題が発生する可能性があります。（昔は、ブロードキャストトラフィックはホストに各ブロードキャストパケットの検査を強制することにより、CPUを圧倒する可能性がありました。今日ではそうなる可能性は低いです。）スイッチドイーサネット上の過剰なトラフィックは、「不明な宛先へのフレームのフラッディング」の形でも発生します。この状態は、イーサネットスイッチがネットワーク上のすべての宛先を追跡できないために発生し、スイッチドイーサネットネットワークが無数のホストに拡張できない理由です。不明な宛先へのフレームのフラッディングの影響は、サブネット化の目的で、過剰なブロードキャストトラフィックの影響に似ています。
ホストの異なるグループ間を流れるトラフィックのタイプを「ポリシング」したい場合があります。おそらく、プリントサーバーデバイスがあり、承認されたプリントキューサーバーコンピューターだけにジョブを送信したいとします。プリントサーバーデバイスサブネットへのフローを許可するトラフィックを制限することにより、ユーザーはPCを構成して、プリントサーバーデバイスと直接通信して印刷アカウンティングをバイパスすることができません。プリントサーバーデバイスをすべてサブネットにして、そのサブネットに接続されているルーターまたはファイアウォールにルールを作成して、プリントサーバーデバイスへのトラフィックの送信を許可するホストのリストを制御できます。（通常、ルーターとファイアウォールの両方が、パケットの送信元アドレスと宛先アドレスに基づいて、パケットを配信する方法とかどうかを決定できます。ファイアウォールは通常、強迫的なパーソナリティを持つルーターの亜種です。非常に非常に懸念することができます。ルーターは通常、ペイロードを無視し、パケットを配信するだけですが、パケットのペイロード。

都市の計画では、道路が互いにどのように交差するかを計画し、ターン専用道路、一方通行、行き止まりの道路を使用して、交通の流れに影響を与えることができます。メインストリートの長さを30ブロックにして、各ブロックにそれぞれ最大99の建物を含めることができます。メインストリートの各ブロックに、ブロックごとに100ずつ増加するストリート番号の範囲があるように、ストリート番号を計画するのは非常に簡単です。後続の各ブロックの「開始番号」が何であるかを知るのは非常に簡単です。

IPサブネットの計画では、適切な数のサブネット（街路）を適切な数の利用可能なホストID（建物番号）で構築し、ルーターを使用してサブネットを相互に接続する（交差）ことに関心があります。ルーターで指定された許可された送信元アドレスと宛先アドレスに関するルールは、トラフィックのフローをさらに制御できます。ファイアウォールは、強迫的な交通警官のように機能することができます。

この回答の目的のために、サブネットの構築は私たちの唯一の主要な関心事です。都市計画の場合のように10進数で作業するのではなく、2進数で作業して各サブネットの境界を記述します。