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 10.108.64.0/20 を、プレフィックス /27 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？
10.108.64.0/20/27
N =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.32.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 17 ホスト, B: 5 ホスト, C: 6 ホスト, D: 7 ホスト, E: 28 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: 17B: 5C: 6D: 7E: 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？
- ADNS サーバーである
- Bホストが接続されているスイッチのポートである
- CMAC アドレスを割り当てる
- D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むずかしい
コンテンツデリバリーネットワーク（CDN）は主にどのように Web のパフォーマンスを向上させますか？
- Aユーザー自身の自宅回線の帯域幅を増やす
- BTCP をより高速なトランスポートプロトコルに置き換える
- CDNS の名前解決を不要にする
- Dユーザーの近くにあるサーバーから、キャッシュしたコンテンツを配信する
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −10 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 = −108 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 1100 0011 >> 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 0011>> 3
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: N = 128
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
27 − 20 = 7
サブネット数
N = 27 = 128
答え
N = 128
各 /27 サブネットには 25 − 2 = 30 個の使えるホストがあります。
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 64
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
E: 28 ホスト → 25 = 32 (/27)
A: 17 ホスト → 25 = 32 (/27)
D: 7 ホスト → 24 = 16 (/28)
C: 6 ホスト → 23 = 8 (/29)
B: 5 ホスト → 23 = 8 (/29)
割り当て（大きい順）
E: .0 – .31
A: .32 – .63
D: .64 – .79
C: .80 – .87
B: .88 – .95
答え
x = 64
LAN D：192.168.32.64/28。
3.コンピュータネットワーク
答え: D · 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
D · 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 · ユーザーの近くにあるサーバーから、キャッシュしたコンテンツを配信する
これが答えになる理由
CDN はコンテンツのコピーを多数のエッジ拠点に置き、多くの場合 DNS を介してユーザーを近くのサーバーに誘導します。これによりレイテンシーとオリジンの負荷が減ります。
答え
D · ユーザーの近くにあるサーバーから、キャッシュしたコンテンツを配信する
5.記数法
答え: U = 246
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
10 = 0000 1010
反転後: 1111 0101
+1 → 1111 0110
符号なしとして読む
1111 0110₂ = 256 − 10 = 246
答え
U = 246
6.記数法
答え: R = 24
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 だけ右にシフトすると、すべてのビットが 3 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 0011 >> 3
= 0001 1000
結果の値
0001 1000₂ = 24
答え
R = 24
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