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 5 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？
192.168.10.0/245 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.194.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 40 ホスト, B: 8 ホスト, C: 41 ホスト, D: 23 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 D 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: 40B: 8C: 41D: 23
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？
- A192.168.0.0/16
- B200.1.1.0/24
- C8.8.8.0/24
- D100.0.0.0/8
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？
- ATCP は ICMP なしではコネクションを開けない
- BTLS 証明書は ICMP で送られる
- C「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
- DDNS は名前解決に ICMP を必要とする
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −31 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 = −318 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 0011 1111 XOR 0010 0001 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？
0011 1111XOR0010 0001
R =
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 ≥ 5 → 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 = 128
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
C: 41 ホスト → 26 = 64 (/26)
A: 40 ホスト → 26 = 64 (/26)
D: 23 ホスト → 25 = 32 (/27)
B: 8 ホスト → 24 = 16 (/28)
割り当て（大きい順）
C: .0 – .63
A: .64 – .127
D: .128 – .159
B: .160 – .175
答え
x = 128
LAN D：192.168.194.128/27。
3.コンピュータネットワーク
答え: A · 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
A · 192.168.0.0/16
4.コンピュータネットワーク
答え: C · 「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
C · 「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 = 225
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
31 = 0001 1111
反転後: 1110 0000
+1 → 1110 0001
符号なしとして読む
1110 0001₂ = 256 − 31 = 225
答え
U = 225
6.記数法
答え: R = 30
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
XOR は、2 つのビットが異なるところで 1 になります。
0011 1111
XOR 0010 0001
= 0001 1110
結果の値
0001 1110₂ = 30
答え
R = 30
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