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 175 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？
175 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 172.20.133.4/21 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？
172.20.133.4/21
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サービスタイプ（Type of service）
- Cヘッダーチェックサム
- D識別子（Identification）
4.コンピュータネットワークむずかしい
衝突を繰り返した後、従来の Ethernet の端末は、毎回 2 倍になる範囲から待ち時間を選びます。なぜですか？
- Aケーブルが信号をより遠くまで運べるようにするため
- B多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため
- C共有ケーブル上で、MAC アドレスが最も大きい端末を優先するため
- Dすべての端末を 1 つのクロックに同期させるため
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 0100 1000 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？
0100 10008 bit
N =
6.記数法むずかしい
ビットを 1010 1011 AND 0110 0010 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？
1010 1011AND0110 0010
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: p = 24
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
27 − 2 = 126 < 175
28 − 2 = 254 ≥ 175 → h = 8
プレフィックス長
p = 32 − 8 = 24
答え
p = /24
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 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。
第 3 オクテットのブロックサイズ
23 = 8
このホストのサブネット
ネットワーク: 172.20.128.0
ブロードキャスト: 172.20.135.255
答え
x = 128
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: B · 多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため
これが答えになる理由
衝突が重なるほど競合が多いことを示すため、ランダムな範囲を広げると、端末が異なるスロットを選ぶ可能性が高くなります。中央の制御なしに負荷に適応します。
答え
B · 多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため
5.記数法
答え: N = 72
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。
64 + 8 = 72
答え
N = 72
6.記数法
答え: R = 34
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
AND は、両方のビットが 1 のところだけ 1 になります。
1010 1011
AND 0110 0010
= 0010 0010
結果の値
0010 0010₂ = 34
答え
R = 34
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