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 1520 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？
1520 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.238.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 19 ホスト, B: 3 ホスト, C: 18 ホスト, D: 4 ホスト, E: 14 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: 3C: 18D: 4E: 14
x =
3.コンピュータネットワークふつう
ルーティングループの中でパケットが永遠に回り続けるのを防ぐ IPv4 ヘッダーのフィールドはどれですか？
- ATTL（Time to live）
- B識別子（Identification）
- Cヘッダーチェックサム
- Dサービスタイプ（Type of service）
4.コンピュータネットワークむずかしい
あるリモート端末アプリケーションが、キー入力の小さなパケットが送信を保留されるために反応が鈍く感じられます。原因となっていることが多い TCP の仕組みはどれですか？
- Aスロースタート
- B3 ウェイハンドシェイク
- CNagle アルゴリズム
- D高速再送
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、3666 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？
3666
b = bit
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 < 1520
211 − 2 = 2046 ≥ 1520 → 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 = 88
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
A: 19 ホスト → 25 = 32 (/27)
C: 18 ホスト → 25 = 32 (/27)
E: 14 ホスト → 24 = 16 (/28)
D: 4 ホスト → 23 = 8 (/29)
B: 3 ホスト → 23 = 8 (/29)
割り当て（大きい順）
A: .0 – .31
C: .32 – .63
E: .64 – .79
D: .80 – .87
B: .88 – .95
答え
x = 88
LAN B：192.168.238.88/29。
3.コンピュータネットワーク
答え: A · TTL（Time to live）
これが答えになる理由
すべてのルーターが TTL を 1 減らし、0 になるとパケットは破棄され、通常は ICMP Time Exceeded メッセージが送られます。IPv6 ではホップリミットと呼ばれます。
答え
A · TTL（Time to live）
4.コンピュータネットワーク
答え: C · Nagle アルゴリズム
これが答えになる理由
Nagle アルゴリズムは、先に送ったデータが確認応答されていない間、小さなセグメントをまとめるために待ちます。帯域幅は節約できますが、対話的なトラフィックには遅延が加わります。
答え
C · Nagle アルゴリズム
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 < 3666
212 = 4096 ≥ 3666
答え
b = 12
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