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 192.168.126.0/24 を /25 のサブネットに分割し、最も小さいアドレスから 1、2、3、… と番号をつけます（サブネット 1 は .0 から始まる）。サブネット 2 のブロードキャストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
192.168.126.0/24/25サブネット 2 (サブネット 1 は .0 から始まる)
x =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 172.20.7.182/23 です。そのネットワークアドレスの第 3 オクテット x はいくつですか？
172.20.7.182/23
x =
3.コンピュータネットワークふつう
スイッチが、フレームを受信したポート以外のすべてのポートに送り出すことがあるのはなぜですか？
- Aフレームの IP チェックサムが誤っており、すべてのホストが確認しなければならないから
- Bフレームが 1 つのポートには大きすぎるから
- Cスイッチがルーターとして動作しているから
- D宛先の MAC アドレスがまだアドレステーブルにないから
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？
- ATLS 証明書は ICMP で送られる
- BDNS は名前解決に ICMP を必要とする
- C「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
- DTCP は ICMP なしではコネクションを開けない
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −2 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 = −28 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、2779 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？
2779
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 255
IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).
ブロックサイズ
27 = 128
サブネット番号 2
ネットワーク: (2 − 1)·128 = 128
ブロードキャスト: 128 + 128 − 1 = 255
答え
x = 255
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 6
IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).
第 3 オクテットのブロックサイズ
21 = 2
このホストのサブネット
ネットワーク: 172.20.6.0
ブロードキャスト: 172.20.7.255
答え
x = 6
3.コンピュータネットワーク
答え: D · 宛先の MAC アドレスがまだアドレステーブルにないから
これが答えになる理由
未知のユニキャストアドレスに対して、スイッチはフレームをフラッディングします。宛先が応答すると、スイッチは送信元 MAC からそのポートを学習します。
答え
D · 宛先の MAC アドレスがまだアドレステーブルにないから
4.コンピュータネットワーク
答え: C · 「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
C · 「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 = 254
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
2 = 0000 0010
反転後: 1111 1101
+1 → 1111 1110
符号なしとして読む
1111 1110₂ = 256 − 2 = 254
答え
U = 254
6.記数法
答え: b = 12 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
211 = 2048 < 2779
212 = 4096 ≥ 2779
答え
b = 12
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