ブロードキャストアドレス（broadcast address）

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ブロードキャストアドレスとは

ブロードキャストアドレスとは、ホスト部がすべて1になったアドレスで、同一ネットワーク内の全機器宛てを表すものです。このアドレスに送ったデータは、そのネットワークにいる機器すべてに届きます。

身近な例で考えると、校内放送や全社一斉メールに似ています。1人ずつ宛先を指定しなくても、放送のスイッチを入れれば建物の中にいる全員に同じ内容が伝わります。ブロードキャストも同じで、1通送るだけで同じネットワークの全機器に同報できます。

ホスト部が全0のネットワークアドレスとちょうど対になっており、ネットワークアドレスが範囲の先頭、ブロードキャストアドレスが範囲の末尾を表します。

上のツールで▶ボタンを押すと、ネットワークアドレスのホスト部を全1にしてブロードキャストアドレスを作り、全機器に届く様子までを順に確認できます。

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求め方

ブロードキャストアドレスは、ネットワーク部はそのまま、ホスト部をすべて1にすれば求まります。

ブロードキャスト = ネットワーク部 + ホスト部を全1

計算の手順は次のとおりです。
・① ネットワークアドレスを2進数にする（ホスト部は全0の状態）
・② ホスト部を全1にする（マスクが0だった部分を1で埋める）
・③ 10進に戻すとブロードキャストアドレス

マスクが /24 のようにホスト部がちょうど最後のオクテット8ビット分なら、最後を255にするだけです。192.168.1.0 → 192.168.1.255。区切りがオクテットの途中（例 /26、ホスト6ビット）なら、そのオクテットだけ2進数にして10111111 = 191のように計算します（192.168.1.128/26 → 192.168.1.191）。

別解として「次のネットワークアドレスの1つ手前」と覚えても便利です。/26 は64個刻みなので、192.168.1.128 の次は 192.168.1.192、その1つ手前の 192.168.1.191 がブロードキャストアドレスになります。

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用途

ブロードキャストアドレスは、相手の個別アドレスがまだ分からないときや、全機器に同じ知らせを送りたいときに使います。代表的な用途は次のとおりです。
・ARP（アドレス解決）：IPアドレスから相手のMACアドレス（＝機器固有の番号）を知りたいとき、全員に「このIPの人は誰？」と問い合わせる
・DHCP：起動した機器が「IPアドレスをください」とネットワーク全体に呼びかける
・機器・サービスの探索：ネットワーク上にどんな機器がいるかを一斉に尋ねる

便利な一方で、ブロードキャストは同一ネットワーク内の全機器が必ず受信して処理するため、数が多いとネットワーク全体の負荷になります。これをブロードキャストストーム（＝ブロードキャストが大量発生して通信が混雑する状態）と呼びます。そのため、ネットワークを適切な大きさに分けてブロードキャストの届く範囲を限定する設計が大切です。

なお、ブロードキャストは同じネットワークの中だけに届き、ルータを越えて別のネットワークには通常届きません。校内放送が校舎の外には聞こえないのと同じイメージです。

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なぜ全1がブロードキャストになるのか

IPアドレスのホスト部（＝どの機器かを表すビット列）の値は、全ビットが0だと「ネットワーク自体」、全ビットが1だと「全員あて」という特別な意味を持つと、ネットワークの仕様で取り決められています。これは設計上の「約束ごと」です。

「全1」が「全員あて」に使われる理由は、全ビットが1の数が、そのホスト部で表せる最大値だからです。
・ホスト部が8ビットなら、11111111 = 255（最大値）＝このネットワークの全員
・ホスト部が6ビット（/26）なら、111111 = 63（最大値）＝その区画の全員

この「両端の2アドレスは特別用途で使用不可」という取り決めがあるため、1ネットワークに割り当てられる実際の機器の台数は「アドレス総数 − 2」になります。たとえば /24 なら 256 − 2 = 254台 です。

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ネットワークアドレスとの違い

ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスは、ちょうど対の関係にあります。比べると次のように整理できます。

マンションに例えると、ネットワークアドレスは「マンション自体の名称（建物全体）」、ブロードキャストアドレスは「全室向けの館内放送」にあたります。どちらも特定の1部屋（1台の機器）を指すものではないため、通常の機器アドレスとして割り当てることはできません。

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基本情報技術者 練習問題