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 614 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？
614 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.152.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 27 ホスト, B: 53 ホスト, C: 11 ホスト, D: 107 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 A 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: 27B: 53C: 11D: 107
x =
3.コンピュータネットワークふつう
クライアントが DHCP からアドレスを取得するときの通常のメッセージの順序はどれですか？
- ARequest、Offer、Discover、Acknowledge
- BDiscover、Request、Offer、Acknowledge
- CDiscover、Offer、Request、Acknowledge
- DOffer、Discover、Acknowledge、Request
4.コンピュータネットワークむずかしい
無限カウント問題はどの種類のルーティングプロトコルで起こり、何がその対策になりますか？
- Aパスベクター型。より長い AS パス
- Bリンクステート型。リンク更新のフラッディング
- Cディスタンスベクター型。スプリットホライズンとポイズンリバース
- Dスタティックルーティング。デフォルトルートの追加
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −67 を格納するようにビットを設定します。符号なしの数として読むと、このパターンの値 U はいくつですか？
N = −678 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、1895 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？
1895
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: p = 22
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
29 − 2 = 510 < 614
210 − 2 = 1022 ≥ 614 → h = 10
プレフィックス長
p = 32 − 10 = 22
答え
p = /22
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 192
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: 107 ホスト → 27 = 128 (/25)
B: 53 ホスト → 26 = 64 (/26)
A: 27 ホスト → 25 = 32 (/27)
C: 11 ホスト → 24 = 16 (/28)
割り当て（大きい順）
D: .0 – .127
B: .128 – .191
A: .192 – .223
C: .224 – .239
答え
x = 192
LAN A：192.168.152.192/27。
3.コンピュータネットワーク
答え: C · Discover、Offer、Request、Acknowledge
これが答えになる理由
クライアントが Discover をブロードキャストし、サーバーが Offer で応答し、クライアントが 1 つの提案を Request し、選ばれたサーバーが Acknowledge で確定します。
答え
C · Discover、Offer、Request、Acknowledge
4.コンピュータネットワーク
答え: C · ディスタンスベクター型。スプリットホライズンとポイズンリバース
これが答えになる理由
障害の後、ディスタンスベクター型のルーターは古い経路を互いに広告し続け、メトリックがゆっくり増えていくことがあります。スプリットホライズン、ポイズンリバース、メトリックの上限がこれを抑えます。
答え
C · ディスタンスベクター型。スプリットホライズンとポイズンリバース
5.記数法
答え: U = 189
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。
反転して 1 を足す
67 = 0100 0011
反転後: 1011 1100
+1 → 1011 1101
符号なしとして読む
1011 1101₂ = 256 − 67 = 189
答え
U = 189
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 < 1895
211 = 2048 ≥ 1895
答え
b = 11
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