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 1271 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？
1271 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 10.20.245.154/28 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？
10.20.245.154/28
x =
3.コンピュータネットワークふつう
ホストにおけるデフォルトゲートウェイの役割は何ですか？
- A他のネットワーク宛てのトラフィックに使われるルーターである
- BDNS サーバーである
- CMAC アドレスを割り当てる
- Dホストが接続されているスイッチのポートである
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
- BDNS は名前解決に ICMP を必要とする
- CTLS 証明書は ICMP で送られる
- D「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.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −34 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 = −348 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 1100 1100 >> 1 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 1100>> 1
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 < 1271
211 − 2 = 2046 ≥ 1271 → 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 = 158
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: ⌊154/16⌋·16 = 144
ブロードキャスト: 144 + 16 − 1 = 159
使えるホスト: 145 … 158
答え
x = 158
3.コンピュータネットワーク
答え: A · 他のネットワーク宛てのトラフィックに使われるルーターである
これが答えになる理由
ホストはローカル以外の宛先へのパケットをデフォルトゲートウェイ（通常はローカルのルーター）に送ります。
答え
A · 他のネットワーク宛てのトラフィックに使われるルーターである
4.コンピュータネットワーク
答え: D · 「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
D · 「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 = 222
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
34 = 0010 0010
反転後: 1101 1101
+1 → 1101 1110
符号なしとして読む
1101 1110₂ = 256 − 34 = 222
答え
U = 222
6.記数法
答え: R = 102
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
1 だけ右にシフトすると、すべてのビットが 1 桁右へ動きます。右端からはみ出したビットは失われ、左側には 0 が入ります。
1100 1100 >> 1
= 0110 0110
結果の値
0110 0110₂ = 102
答え
R = 102
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