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 1668 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？
1668 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 10.20.46.200/28 です。そ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？
10.20.46.200/28
x =
3.コンピュータネットワークふつう
1500 バイトのパケットを 12 Mbit/s のリンクに送り出すのにどれだけかかりますか（伝送遅延）？
- A12 ms
- B8 ms
- C0.125 ms
- D1 ms
4.コンピュータネットワークむずかしい
8 ポートのスイッチ（VLAN なし）の各ポートに 1 台ずつホストがあります。コリジョンドメインとブロードキャストドメインはいくつありますか？
- Aコリジョンドメイン 1、ブロードキャストドメイン 8
- Bコリジョンドメイン 1、ブロードキャストドメイン 1
- Cコリジョンドメイン 8、ブロードキャストドメイン 1
- Dコリジョンドメイン 8、ブロードキャストドメイン 8
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1101 0011 は、符号付き整数を 2 の補数で表しています。10 進数での値 N はいくつですか？
1101 00118 bit
N =
6.記数法むずかしい
ビットを 0100 0010 OR 1111 1001 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？
0100 0010OR1111 1001
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 < 1668
211 − 2 = 2046 ≥ 1668 → 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 = 192
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: ⌊200/16⌋·16 = 192
ブロードキャスト: 192 + 16 − 1 = 207
使えるホスト: 193 … 206
答え
x = 192
3.コンピュータネットワーク
答え: D · 1 ms
これが答えになる理由
1500 バイト = 12,000 ビット。12,000 / 12,000,000 bit/s = 0.001 s = 1 ms。伝送遅延はパケットサイズとリンク速度で決まり、距離には依存しません。
答え
D · 1 ms
4.コンピュータネットワーク
答え: C · コリジョンドメイン 8、ブロードキャストドメイン 1
これが答えになる理由
スイッチの各ポートはそれぞれ独立したコリジョンドメインですが、ブロードキャストはすべてのポートに転送されるため、スイッチ全体で 1 つのブロードキャストドメインです。ハブならどちらも 1 つになります。
答え
C · コリジョンドメイン 8、ブロードキャストドメイン 1
5.記数法
答え: N = −45
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。
重みを合計する
ほかのビットは通常の正の重みのままです。
−128 + 64 + 16 + 2 + 1 = −45
答え
N = −45
6.記数法
答え: R = 251
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
OR は、少なくとも一方のビットが 1 のところで 1 になります。
0100 0010
OR 1111 1001
= 1111 1011
結果の値
1111 1011₂ = 251
答え
R = 251
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