IPv4 サブネット化
- サブネットあたりのホスト数
- 2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
- ブロックサイズ
- 256 − (mask octet)
- ネットワークアドレス
- IP AND マスク
- ブロードキャストアドレス
- IP OR (NOT マスク)：ホスト部のビットをすべて 1 にする
- n ビット借りたときのサブネット数
- 2n
コンピュータネットワーク：直前対策パック
公式集、全トピックの解法の要点、6 問の演習問題。完全な解答は巻末にあります。
1公式と解法
記数法
- 位取り
- 2 進数 2k、8 進数 8k、16 進数 16k
- 10 進数へ
- Σ dk·bk
- 10 進数から
- 基数で割り、余りを下から上へ読む
- 16 進数 ↔ 2 進数
- 16 進数 1 桁 = 4 ビット
- 2 の補数
- ビットを反転して 1 を足す
2演習問題
1.IPv4 サブネット化ふつう
ある部署では、1 つのサブネット内に 1441 個のホストアドレスが必要です。十分な大きさとなる最長のプレフィックス長 p（最小のサブネット）はいくつですか？
1441 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.164.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 59 ホスト, B: 14 ホスト, C: 41 ホスト, D: 27 ホスト。サブネットは .0 から順に、ホスト数が最も多い LAN から、収まる最小のサブネットで割り当てます。LAN B のネットワークアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
A: 59B: 14C: 41D: 27
x =
3.コンピュータネットワークふつう
HTTP メソッドの GET と POST の主な違いは何ですか？
- AGET は暗号化されるが、POST はされない
- BGET はリソースを取得し、POST は要求のボディでデータを送信する
- CGET は UDP を、POST は TCP を使う
- DGET はリソースを削除し、POST はサーバーのデータベースからそれを読み取る
4.コンピュータネットワークむずかしい
TCP のウィンドウスケールオプションが導入されたのはなぜですか？
- Aそれがないと、TCP は長距離リンクで失われたセグメントを検出できなかったから
- B32 ビットのウィンドウフィールドは大きすぎて、送信されるすべての TCP セグメントのヘッダー領域を無駄にしていたから
- C16 ビットのウィンドウフィールドではウィンドウが 65,535 バイトに制限され、高速な長距離経路には小さすぎるから
- D輻輳した経路で UDP が送信速度を制御する方法を必要としたから
5.記数法ふつう
−100 を 8 ビットの 2 の補数パターンで表しなさい。そのパターンを符号なし 2 進数として読むと、10 進数での値 U はいくつですか？
N = −1008 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 1101 1011 << 1 の 8 ビットの結果に設定します。結果の値 R は 10 進でいくつですか？
1101 1011<< 1
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: p = 21
IPv4 サブネット化：アドレスは 32 ビットです。プレフィックス /p は先頭の何ビットがネットワークを表すかを示し、残りの 32 − p ビットでホストを番号付けします。サブネットには 2³²⁻ᵖ 個のアドレスがありますが、最初（ネットワークアドレス）と最後（ブロードキャストアドレス）はホストに割り当てられないため、2³²⁻ᵖ − 2 台のホストが収まります。 例外：/31（ポイントツーポイントリンク、RFC 3021）は 2 つのアドレスを両方ともホストに使い、/32 は単一のアドレス（単一ホストまたはループバック）です。
必要なホストビット数
210 − 2 = 1022 < 1441
211 − 2 = 2046 ≥ 1441 → h = 11
プレフィックス長
p = 32 − 11 = 21
答え
p = /21
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 160
VLSM：各 LAN には 2ʰ − 2 ≥ ホスト数 となる最小のサブネット、つまりプレフィックス 32 − h を割り当てます。大きいサブネットから割り当てると、各ブロックは自身のサイズの倍数にそろうので、ネットワークアドレスはブロックサイズを足し合わせて求まります。
LAN ごとのブロックサイズ
A: 59 ホスト → 26 = 64 (/26)
C: 41 ホスト → 26 = 64 (/26)
D: 27 ホスト → 25 = 32 (/27)
B: 14 ホスト → 24 = 16 (/28)
割り当て（大きい順）
A: .0 – .63
C: .64 – .127
D: .128 – .159
B: .160 – .175
答え
x = 160
LAN B：192.168.164.160/28。
3.コンピュータネットワーク
答え: B · GET はリソースを取得し、POST は要求のボディでデータを送信する
これが答えになる理由
GET はリソースを求めるもので、サーバーの状態を変えるべきではありません。POST はフォームなどのデータをボディに入れて送り、サーバーに処理させます。
答え
B · GET はリソースを取得し、POST は要求のボディでデータを送信する
4.コンピュータネットワーク
答え: C · 16 ビットのウィンドウフィールドではウィンドウが 65,535 バイトに制限され、高速な長距離経路には小さすぎるから
これが答えになる理由
元のヘッダーでは、確認応答されていないデータは最大 65,535 バイトです。ウィンドウスケーリングはこれに 2 のべき乗を掛けるため、帯域幅遅延積の大きい経路を満たすことができます。
答え
C · 16 ビットのウィンドウフィールドではウィンドウが 65,535 バイトに制限され、高速な長距離経路には小さすぎるから
5.記数法
答え: U = 156
位取り記数法：各桁の値は、その数字に基数のべき乗を掛けたものです。2 進数では各桁の重みが 1、2、4、8、16、…、16 進数では 1、16、256、… で、A–F は 10–15 を表します。8 ビットの 2 の補数では、最上位ビットの重みが +128 ではなく −128 になり、こうして負の数を表します。
反転して 1 を足す
100 = 0110 0100
反転後: 1001 1011
+1 → 1001 1100
符号なしとして読む
1001 1100₂ = 256 − 100 = 156
答え
U = 156
6.記数法
答え: R = 182
ビットの設定：各ビットは 2 のべき乗（128、64、…、1）の値をもちます。16 進の 1 桁はちょうど 4 ビットで、8 ビットの 2 の補数では、いちばん左のビットの値は −128 です。ビット演算は、各ビット位置を別々に扱います。
ビットごとに
1 だけ左にシフトすると、すべてのビットが 1 桁左へ動きます。左端からはみ出したビットは失われ、右側には 0 が入ります。
1101 1011 << 1
= 1011 0110
結果の値
1011 0110₂ = 182
答え
R = 182
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