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 30 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？
192.168.10.0/2430 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.110.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 19 ホスト, B: 6 ホスト, C: 68 ホスト, D: 16 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 B 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: 19B: 6C: 68D: 16
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ドメイン名を名前解決する
- 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インターネット上でパケットをルーティングする
- D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
4.コンピュータネットワークむずかしい
サイトが自己署名証明書を提示すると、ブラウザーが警告を出すのはなぜですか？
- Aその証明書は常に期限切れだから
- Bサイトが HTTPS ではなく HTTP を使っているはずだから
- C自己署名証明書はまったく暗号化を使わないので、通信は平文で送られる
- Dその鍵がそのサイトのものであることを保証する信頼された認証局がないから
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −119 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 = −1198 bit
U =
6.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 1920 × 1080 ピクセル、1 ピクセルあたり 24 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB（1 KiB = 1024 バイト）ですか？
1920 × 1080 px24 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 6
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
25 = 32 ≥ 30 → b = 5, /29
サブネットあたりのホスト数
23 − 2 = 6
答え
H = 6
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 192
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: 68 ホスト → 27 = 128 (/25)
A: 19 ホスト → 25 = 32 (/27)
D: 16 ホスト → 25 = 32 (/27)
B: 6 ホスト → 23 = 8 (/29)
割り当て（大きい順）
C: .0 – .127
A: .128 – .159
D: .160 – .191
B: .192 – .199
答え
x = 192
LAN B：192.168.110.192/29。
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: D · その鍵がそのサイトのものであることを保証する信頼された認証局がないから
これが答えになる理由
ブラウザーは、信頼ストアにある CA が直接または連鎖を通じて署名した証明書を信頼します。自己署名証明書は、中間者を含め誰でも作ることができます。
答え
D · その鍵がそのサイトのものであることを保証する信頼された認証局がないから
5.記数法
答え: U = 137
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
119 = 0111 0111
反転後: 1000 1000
+1 → 1000 1001
符号なしとして読む
1000 1001₂ = 256 − 119 = 137
答え
U = 137
6.記数法
答え: M = 6075 KiB
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。
ビットとバイト
1920·1080·24 = 49766400 bit = 6220800 B
KiB に換算する
6220800/1024 = 6075 KiB
答え
M = 6075 KiB
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