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 1784 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？
1784 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.92.48/28 です。そのサブネットで最後に使えるホストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
10.20.92.48/28
x =
3.コンピュータネットワークふつう
ARP は何をしますか？
- Aインターネット上でパケットをルーティングする
- Bローカルネットワーク上で IP アドレスに対応する MAC アドレスを調べる
- Cホストがローカルネットワークに参加したときに、IP アドレスを自動的に割り当てる
- Dドメイン名を名前解決する
4.コンピュータネットワークむずかしい
標準的なイーサネット（Ethernet）のペイロードの最大転送単位（MTU）はいくつですか？
- Aすべてのネットワークで 9000 バイト
- B64 バイト
- C1500 バイト
- D65,535 バイト
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −19 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 = −198 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 1100 0001 << 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？
1100 0001<< 3
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 < 1784
211 − 2 = 2046 ≥ 1784 → 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 = 62
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
24 = 16
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊48/16⌋·16 = 48
ブロードキャスト: 48 + 16 − 1 = 63
使えるホスト: 49 … 62
答え
x = 62
3.コンピュータネットワーク
答え: B · ローカルネットワーク上で IP アドレスに対応する MAC アドレスを調べる
これが答えになる理由
ARP は「この IP を持っているのは誰？」とブロードキャストし、その所有者が自分の MAC アドレスで応答するため、フレームをローカルで配送できます。
答え
B · ローカルネットワーク上で IP アドレスに対応する MAC アドレスを調べる
4.コンピュータネットワーク
答え: C · 1500 バイト
これが答えになる理由
標準イーサネットは最大 1500 バイトのペイロードを運びます。これより大きな IP パケットはフラグメント化するか、パス MTU 探索（path MTU discovery）を使う必要があります。
答え
C · 1500 バイト
5.記数法
答え: U = 237
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
19 = 0001 0011
反転後: 1110 1100
+1 → 1110 1101
符号なしとして読む
1110 1101₂ = 256 − 19 = 237
答え
U = 237
6.記数法
答え: R = 8
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。
1100 0001 << 3
= 0000 1000
結果の値
0000 1000₂ = 8
答え
R = 8
ExamProblems · examproblems.com/courses/computer-networks