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 192.168.224.0/24 を /29 のサブネットに分割し、最も小さいアドレスから 1、2、3、… と番号をつけます（サブネット 1 は .0 から始まる）。サブネット 12 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？
192.168.224.0/24/29サブネット 12 (サブネット 1 は .0 から始まる)
x =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.193.212/26 です。そ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？
10.20.193.212/26
x =
3.コンピュータネットワークふつう
次のうち、プライベート IPv4 アドレスの範囲はどれですか？
- A8.8.8.0/24
- B100.0.0.0/8
- C192.168.0.0/16
- D200.1.1.0/24
4.コンピュータネットワークむずかしい
ある学生が自宅の NAT ルーターの内側の PC でゲームサーバーを動かしています。インターネット上の友人が接続できません。通常の解決策は何ですか？
- APC のサブネットマスクを /32 に変える
- BPC の DNS クライアントを無効にする
- Cルーターが外部から見つけられるよう、PC に別の MAC アドレスを与える
- Dルーターで PC のプライベートアドレスへのポートフォワーディングを設定する
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1111 0100 は、符号付き整数を 2 の補数で表しています。10 進数での値 N はいくつですか？
1111 01008 bit
N =
6.記数法むずかしい
ビットを 0100 1000 << 3 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？
0100 1000<< 3
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 88
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。
ブロックサイズ
23 = 8
サブネット番号 12
ネットワーク: (12 − 1)·8 = 88
ブロードキャスト: 88 + 8 − 1 = 95
答え
x = 88
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 192
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。
ブロックサイズ
26 = 64
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊212/64⌋·64 = 192
ブロードキャスト: 192 + 64 − 1 = 255
使えるホスト: 193 … 254
答え
x = 192
3.コンピュータネットワーク
答え: C · 192.168.0.0/16
これが答えになる理由
プライベート範囲は 10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16 で、公共のインターネット上ではルーティングされません。
答え
C · 192.168.0.0/16
4.コンピュータネットワーク
答え: D · ルーターで PC のプライベートアドレスへのポートフォワーディングを設定する
これが答えになる理由
NAT は内側から開始された接続についてのみ対応表を作ります。ポートフォワーディングのルールがグローバル側のポートを内部ホストに対応づけるため、着信接続が届くようになります。
答え
D · ルーターで PC のプライベートアドレスへのポートフォワーディングを設定する
5.記数法
答え: N = −12
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。
重みを合計する
ほかのビットは通常の正の重みのままです。
−128 + 64 + 32 + 16 + 4 = −12
答え
N = −12
6.記数法
答え: R = 64
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
3 だけ左にシフトすると、すべてのビットが 3 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。
0100 1000 << 3
= 0100 0000
結果の値
0100 0000₂ = 64
答え
R = 64
ExamProblems · examproblems.com/courses/computer-networks