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 10.192.93.0/24 を、プレフィックス /30 の等しいサブネットに分割します。サブネットはいくつ N ありますか？
10.192.93.0/24/30
N =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.236.236/29 です。そのサブネットのブロードキャストアドレスの最後の数（第 4 オクテット）x はいくつですか？
10.20.236.236/29
x =
3.コンピュータネットワークふつう
スイッチは通常 OSI のどの層で動作しますか？
- Aネットワーク層（レイヤー 3）
- Bトランスポート層（レイヤー 4）
- Cデータリンク層（レイヤー 2）
- D物理層（レイヤー 1）
4.コンピュータネットワークむずかしい
衝突を繰り返した後、従来の Ethernet の端末は、毎回 2 倍になる範囲から待ち時間を選びます。なぜですか？
- Aすべての端末を 1 つのクロックに同期させるため
- Bケーブルが信号をより遠くまで運べるようにするため
- C多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため
- D共有ケーブル上で、MAC アドレスが最も大きい端末を優先するため
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −93 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 = −938 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、205 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？
205
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: N = 64
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。
借りたビット
30 − 24 = 6
サブネット数
N = 26 = 64
答え
N = 64
各 /30 サブネットには 22 − 2 = 2 個の使えるホストがあります。
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 239
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
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊236/8⌋·8 = 232
ブロードキャスト: 232 + 8 − 1 = 239
使えるホスト: 233 … 238
答え
x = 239
3.コンピュータネットワーク
答え: C · データリンク層（レイヤー 2）
これが答えになる理由
一般的なスイッチは MAC アドレスを学習し、レイヤー 2 でフレームを転送します。レイヤー 3 スイッチはルーティングも行います。
答え
C · データリンク層（レイヤー 2）
4.コンピュータネットワーク
答え: C · 多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため
これが答えになる理由
衝突が重なるほど競合が多いことを示すため、ランダムな範囲を広げると、端末が異なるスロットを選ぶ可能性が高くなります。中央の制御なしに負荷に適応します。
答え
C · 多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため
5.記数法
答え: U = 163
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
93 = 0101 1101
反転後: 1010 0010
+1 → 1010 0011
符号なしとして読む
1010 0011₂ = 256 − 93 = 163
答え
U = 163
6.記数法
答え: b = 8 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
27 = 128 < 205
28 = 256 ≥ 205
答え
b = 8
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