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
ネットワーク 192.168.10.0/24 を、少なくとも 30 個の同じ大きさのサブネットに分けます。借りるビットをできるだけ少なくすると、各サブネットで使えるホスト数 H はいくつですか？
192.168.10.0/2430 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.161.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 34 ホスト, B: 17 ホスト, C: 9 ホスト, D: 43 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 C 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: 34B: 17C: 9D: 43
x =
3.コンピュータネットワークふつう
「ウェルノウン」ポートとして予約されている TCP/UDP ポート番号の範囲はどれですか？
- A49152–65535
- B0–65535
- C1024–49151
- D0–1023
4.コンピュータネットワークむずかしい
ファイアウォールがすべての ICMP を遮断しています。小さな Web 要求は機能しますが、一部の経路で大きなダウンロードが止まってしまいます。考えられる原因は何ですか？
- A「フラグメント化が必要」メッセージが遮断されるため、パス MTU 探索が失敗する
- BDNS は名前解決に ICMP を必要とする
- CTCP は ICMP なしではコネクションを開けない
- DTLS 証明書は ICMP で送られる
5.記数法ふつう
−32 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 = −328 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、1721 個の項目それぞれに同じ長さの固有の 2 進コードを割り当てます。必要なビット数 b は最小でいくつですか？
1721
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 6
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。
借りるビット数
25 = 32 ≥ 30 → b = 5, /29
サブネットあたりのホスト数
23 − 2 = 6
答え
H = 6
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
D: 43 ホスト → 26 = 64 (/26)
A: 34 ホスト → 26 = 64 (/26)
B: 17 ホスト → 25 = 32 (/27)
C: 9 ホスト → 24 = 16 (/28)
割り当て（大きい順）
D: .0 – .63
A: .64 – .127
B: .128 – .159
C: .160 – .175
答え
x = 160
LAN C：192.168.161.160/28。
3.コンピュータネットワーク
答え: D · 0–1023
これが答えになる理由
ポート 0–1023 は標準的なサービスのためのウェルノウンポートです。1024–49151 は登録済みポート、49152–65535 は動的またはプライベートポートです。
答え
D · 0–1023
4.コンピュータネットワーク
答え: A · 「フラグメント化が必要」メッセージが遮断されるため、パス MTU 探索が失敗する
これが答えになる理由
PMTUD はより小さな MTU を知るために ICMP メッセージに頼っています。それが破棄されると、大きなパケットが黙って消え、「ブラックホール」接続が生じます。
答え
A · 「フラグメント化が必要」メッセージが遮断されるため、パス MTU 探索が失敗する
5.記数法
答え: U = 224
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
32 = 0010 0000
反転後: 1101 1111
+1 → 1110 0000
符号なしとして読む
1110 0000₂ = 256 − 32 = 224
答え
U = 224
6.記数法
答え: b = 11 bit
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。
2 のべき乗
210 = 1024 < 1721
211 = 2048 ≥ 1721
答え
b = 11
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