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
あるルータは次のネットワークへの経路をもっています：10.145.86.0/24, 10.145.87.0/24, 10.145.88.0/24。それらすべてをカバーする 1 つの集約経路の最長のプレフィックス長 p はいくつですか？
10.145.86.0/24 … 10.145.88.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう
あるルーターに 10.0.0.0/8 と 10.1.0.0/16 の経路があります。10.1.5.5 宛てのパケットにはどちらの経路を使いますか？
- A/16 よりも多くのアドレスをカバーするので、10.0.0.0/8
- B両方の経路で、トラフィックを均等に分ける
- C先に追加された 10.0.0.0/8
- D最長一致のプレフィックスである 10.1.0.0/16
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 1
- Bコリジョンドメイン 1、ブロードキャストドメイン 8
- Cコリジョンドメイン 8、ブロードキャストドメイン 8
- Dコリジョンドメイン 8、ブロードキャストドメイン 1
5.記数法ふつう
−39 を 8 ビットの 2 の補数パターンで表しなさい。そのパターンを符号なし 2 進数として読むと、10 進数での値 U はいくつですか？
N = −398 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 1011 0010 << 2 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？
1011 0010<< 2
R =
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: p = 20
経路集約：集約経路 a.b.c.0/p は、最初の p ビットが一致するすべてのネットワークをカバーします。最初と最後のネットワークの異なるオクテットを 2 進数で書きます。共通する先頭のビット数に、それより前のオクテットのビット数を加えたものが最長の集約プレフィックスです。
ビットを比べる
86 = 01010110
88 = 01011000
共通する先頭のビット：4
プレフィックス長
p = 16 + 4 = 20
答え
p = /20
集約経路：10.145.80.0/20 （リストにない 13 個のネットワークもカバーします）。
3.コンピュータネットワーク
答え: D · 最長一致のプレフィックスである 10.1.0.0/16
これが答えになる理由
IP 転送はロンゲストプレフィックスマッチを使います。宛先に一致するすべての経路のうち、マスクが最も長いものが選ばれます。
答え
D · 最長一致のプレフィックスである 10.1.0.0/16
4.コンピュータネットワーク
答え: D · 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
D · 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: U = 217
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。
反転して 1 を足す
39 = 0010 0111
反転後: 1101 1000
+1 → 1101 1001
符号なしとして読む
1101 1001₂ = 256 − 39 = 217
答え
U = 217
6.記数法
答え: R = 200
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
2 だけ左にシフトすると、すべてのビットが 2 桁左へ動きます。左端からはみ出したビットは失われ、右側には 0 が入ります。
1011 0010 << 2
= 1100 1000
結果の値
1100 1000₂ = 200
答え
R = 200
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