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 8 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？
192.168.10.0/248 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.89.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 13 ホスト, B: 47 ホスト, C: 6 ホスト, D: 29 ホスト, E: 9 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: 13B: 47C: 6D: 29E: 9
x =
3.コンピュータネットワークふつう
DNS の MX レコードは何を指定しますか？
- Aドメインのメールを受け付けるメールサーバー
- Bゾーンのネームサーバー
- C別のホストの別名
- DWeb サーバーの IPv4 アドレス
4.コンピュータネットワークむずかしい
シャノンの定理によれば、信号対雑音比が 255 の 1 MHz のチャネルの通信容量はいくつですか？
- A1 Mbit/s
- B255 Mbit/s
- C2 Mbit/s
- D8 Mbit/s
5.記数法ふつう
−38 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 = −388 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、1827 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？
1827
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 30
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
23 = 8 ≥ 8 → b = 3, /27
サブネットあたりのホスト数
25 − 2 = 30
答え
H = 30
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 96
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
B: 47 ホスト → 26 = 64 (/26)
D: 29 ホスト → 25 = 32 (/27)
A: 13 ホスト → 24 = 16 (/28)
E: 9 ホスト → 24 = 16 (/28)
C: 6 ホスト → 23 = 8 (/29)
割り当て（大きい順）
B: .0 – .63
D: .64 – .95
A: .96 – .111
E: .112 – .127
C: .128 – .135
答え
x = 96
LAN A：192.168.89.96/28。
3.コンピュータネットワーク
答え: A · ドメインのメールを受け付けるメールサーバー
これが答えになる理由
MX（mail exchange）レコードは優先度付きでメールサーバーを列挙するため、送信側のサーバーはそのドメイン宛てのメールをどこに届ければよいかがわかります。
答え
A · ドメインのメールを受け付けるメールサーバー
4.コンピュータネットワーク
答え: D · 8 Mbit/s
これが答えになる理由
C = 10⁶ × log₂(256) = 10⁶ × 8 = 8 Mbit/s。これは雑音のあるチャネルで誤りなく送れるデータ速度の上限です。
答え
D · 8 Mbit/s
5.記数法
答え: U = 218
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
38 = 0010 0110
反転後: 1101 1001
+1 → 1101 1010
符号なしとして読む
1101 1010₂ = 256 − 38 = 218
答え
U = 218
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 < 1827
211 = 2048 ≥ 1827
答え
b = 11
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