IPAM用語集

CIDR(クラスレス・ドメイン間ルーティング)とは?

Abstract isometric UI showing network ranges, usage bars, region names (EMEA/APAC), and a purple "Deploy" button
主なポイント要点はAIの支援により生成されています。自動生成された要約には、時折誤りがあったり、重要な文脈が抜け落ちたりする場合があるため、完全な情報を得るには、必ずブログ記事の全文をご参照ください。

CIDR(Classless Inter-Domain Routing)は、1990年代に導入されたアドレス指定方式であり、アドレス/プレフィックス長(例:192.0.2.0/24)という形式の可変長プレフィックスを使用してIPアドレスを割り当て、ルートを集約するものです。 IPv4アドレスの枯渇やルーティングテーブルの肥大化を解決するため、固定されたクラスフルなA、B、C方式に取って代わりました。プレフィックス長は、先頭のビット数がネットワークを識別し、残りのビット数が個々のホストを識別する割合を示しており、IPv4およびIPv6の両方において、ビット境界に沿った柔軟なブロックサイズの指定を可能にします。 CIDRの管理が不十分だと、プレフィックスの重複、ブロック境界のずれ、集約の破綻といった具体的な障害が発生し、ルーティング、VPN、ファイアウォールルール、ピアリングの設定を複雑化させるため、ネットワーク運用においては正確なアドレス計画が不可欠となります。

  • CIDR表記におけるプレフィックス長は、暗黙のクラス境界に取って代わり、サブネットマスクと連動して、ネットワーク部分を識別する先頭ビット数を正確に指定します。これにより、クラスフルアドレッシングの固定された/8、/16、/24といった形式ではなく、/22や/27など、任意のプレフィックス長が可能になります。
  • CIDR によるルート集約により、プロバイダーは複数の連続した顧客ブロックを単一の短いプレフィックスとしてアドバタイズできるようになり、ルーティングテーブルのエントリ数を削減し、ブロックが明確なビット境界で適切に整列されている場合にサマリールートの効率を維持できます。
  • サイト間のプレフィックスの重複、予約アドレスを考慮していない「オフ・バイ・ワン」なサブネットサイズ設定、DHCP、ファイアウォール、IPAMツール間のプレフィックスの不一致など、CIDR実装における一般的なエラーは、追跡が困難な障害を引き起こし、ルーティングを妨げ、クラウドネットワークやVPNの接続を複雑にします。

CIDRの概要

AttributeValue
Full nameClassless Inter-Domain Routing
CategoryAddressing and routing method
Defined inRFC 4632, which obsoletes the original CIDR specification in RFC 1519
OSI layerLayer 3 (network layer)
Primary useAllocating IP address blocks of flexible size and aggregating routes
Related termsSubnet mask, Subnetting, IPv4, IPv6, IP address management, Route aggregation

CIDRの仕組み

CIDR では、ネットワークを IP アドレスと、ネットワークを識別する先頭のビット数を示すプレフィックス長として表現します。残りのビットは、そのネットワーク内のホストを識別します。

  1. プレフィックス長を選択:スラッシュの後に記述されるプレフィックス長は、ブロックのサイズを決定します。IPv4における「/24」は、ネットワークビットを24ビットに固定し、ホストビットを8ビット残すため、このブロックには256個のアドレスが含まれます。
  2. ブロックの割り当て:レジストリまたはプロバイダーは、クラスA、B、またはCのネットワーク全体ではなく、ニーズに合ったブロックを割り当てます。ブロックのサイズは、ビット境界上で任意のサイズに設定できます。
  3. 必要に応じて細分化する:組織は、個々のサブネット用にブロックを長いプレフィックスに分割します。/24は、2つの/25ブロックまたは4つの/26ブロックに分割できます。
  4. ルーティングのための集約:先頭のビットパターンが共通する連続したブロックは、1つの短いプレフィックスとしてアドバタイズされます。隣接する2つの/24ブロックは、アラインメントが取れている場合、1つの/23として集約できます。
  5. 最長一致による転送(Forward by longest match):ルーターは宛先アドレスを自身のテーブルと照合し、プレフィックスが最も長い一致するエントリを使用します。したがって、より具体的なルートが、より広範なルートよりも優先されます。

CIDR表記はIPv6にも同様に適用され、サブネットには/64などのプレフィックスが一般的に使用されます。プレフィックスの長さは、暗黙のクラス境界に取って代わり、サブネットマスクと連動して機能します。サブネットマスクは、単に同じビット数を別の方法で表記したものに過ぎません。

エンタープライズネットワークにおいてCIDRが重要な理由

CIDRは、1990年代初頭に、クラスフル方式下でのIPv4アドレス空間の急速な枯渇と、グローバルルーティングテーブルの肥大化という2つの問題に対処するために導入されました。当初の仕様はRFC 1519で規定されましたが、後にRFC 4632によって置き換えられました。 可変長プレフィックスにより、実際のニーズに合わせた割り当てが可能になり、集約によってプロバイダーは多数の顧客ブロックを1つのルートとしてアドバタイズできるようになりました。

ネットワークチームにとって、CIDRは日々のアドレス計画の基盤です。すべてのサブネット、ファイアウォールルール、ルート、DHCPスコープ、クラウド仮想ネットワークは、プレフィックスによって定義されます。明確なビット境界に沿った一貫した割り当てを行うことで、ブロックを要約可能に保ち、ルーティングテーブルを小さく、アクセスリストを短く抑えることができます。また、正確なアドレス計画があれば、残りのアドレス空間の量を把握しやすくなります。

不適切なCIDR管理は具体的な障害を引き起こします。サイト間、クラウドネットワーク間、あるいは合併した組織間でプレフィックスが重複すると、ルーティングが機能しなくなり、VPNやピアリングの設定が複雑化します。 ファイアウォールルールでプレフィックス長を誤ると、意図した以上に多くのアドレスが公開されたり、正当なトラフィックがブロックされたりする可能性があります。断片化された割り当ては集約を妨げ、後での再番号付けを余儀なくさせます。多くのシステムでアドレスがハードコードされている場合、これは多大なコストを伴います。

CIDRと関連用語の比較

CIDR 対 クラスフルネットワーク

CIDRは、ビット境界上で任意のプレフィックス長のブロックを割り当て・ルーティングしますが、クラスフルアドレス指定では、アドレスクラスに基づいてネットワーク部分を8、16、または24ビットに固定していました。クラスフルネットワークとは何ですか?

AttributeCIDRClassful networks
Prefix lengthAny length, such as /22 or /27Fixed by class: /8, /16 or /24
Block sizingMatches actual needOften far larger than needed
Route aggregationSupported through shorter prefixesNot supported beyond class boundaries
NotationAddress plus slash and prefix lengthClass implied by the leading bits of the address
Current useStandard on the internet and in private networksHistorical

CIDR 対 サブネットマスク

CIDR表記とサブネットマスクはどちらも、ネットワークを識別するために使用されるビット数を表しますが、CIDRではプレフィックス長として記述されるのに対し、サブネットマスクではドット区切りの10進数として記述されます。サブネットマスクとは何ですか?

AttributeCIDRSubnet mask
FormatSlash and a number, such as /24Dotted decimal, such as 255.255.255.0
Information conveyedCount of network bitsBit pattern marking network bits
Typical useRouting tables, allocations, firewall rulesHost interface configuration and legacy tools

CIDRに関するよくある問題

2つのチームが、例えば/23と、その中に含まれる/24といったように、重複するブロックを割り当てた場合、トラフィックが誤ったネットワークに到達したり、断続的に失敗したりすることがあります。この問題は、VPN、ピアリング、またはクラウドネットワークが接続され、ルートが競合する際に頻繁に発生します。

ブロックには、プレフィックスの境界上にないホストアドレスが記述されることがあります。例えば、10.1.1.0/24 を意図していたにもかかわらず、10.1.1.64/24 と記述される場合などです。プラットフォームによってはこれを拒否するものもあれば、黙って正規化するものもあり、その結果、ルートやファイアウォールのエントリに混乱を招く不一致が生じることがあります。

計画担当者は、IPv4サブネットの先頭と末尾のアドレスが通常、ネットワークアドレスとブロードキャストアドレス用に予約されており、クラウドプラットフォームではさらに多くのアドレスが予約されていることを見落としがちです。サイズをぴったり合わせるように設計されたサブネットでは、導入時点で使用可能なアドレスが尽きてしまいます。

トポロジーを考慮せずにブロックを割り当てると、アドレスが各サイトに散在してしまうため、1つのルートに要約することができません。その結果、ルーティングテーブルが肥大化し、サマリールートが使用できなくなったり、存在しないアドレスへのトラフィックを引き寄せたりすることになります。

DHCPスコープ、ファイアウォールオブジェクト、IPAMレコードは、それぞれ同じネットワークに対して異なるプレフィックス長を保持しています。その結果、ホストが誤ったマスクを取得したり、ルールが範囲の一部をカバーし損ねたりしますが、各システムは内部的には一貫しているように見えるため、原因の特定が困難になります。

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CIDR FAQ

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