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 12 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？
192.168.10.0/2412 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：10.60.164.0/24, 10.60.165.0/24, 10.60.166.0/24, 10.60.167.0/24, 10.60.168.0/24, 10.60.169.0/24。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？
10.60.164.0/24 … 10.60.169.0/24
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先に追加された 10.0.0.0/8
- B最長一致のプレフィックスである 10.1.0.0/16
- C/16 よりも多くのアドレスをカバーするので、10.0.0.0/8
- D両方の経路で、トラフィックを均等に分ける
4.コンピュータネットワークむずかしい
冗長なスイッチ間リンクを持つネットワークで、ブロードキャストのループを防ぐ仕組みはどれですか？
- ADHCP スヌーピング
- Bスパニングツリープロトコル（Spanning Tree Protocol）
- CARP キャッシュ
- DNAT
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1001 1111 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？
1001 11118 bit
N =
6.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 1024 × 768 ピクセル、1 ピクセルあたり 8 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB（1 KiB = 1024 バイト）ですか？
1024 × 768 px8 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 14
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
24 = 16 ≥ 12 → b = 4, /28
サブネットあたりのホスト数
24 − 2 = 14
答え
H = 14
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
164 = 10100100
169 = 10101001
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：10.60.160.0/20 （リストにない 10 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: B · 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
B · 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: B · スパニングツリープロトコル（Spanning Tree Protocol）
これが答えになる理由
STP はルートブリッジを選出して冗長な経路をブロックし、アクティブなリンクに障害が発生するとブロックを解除します。
答え
B · スパニングツリープロトコル（Spanning Tree Protocol）
5.記数法
答え: N = −97
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 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 = −97
答え
N = −97
6.記数法
答え: M = 768 KiB
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。
ビットとバイト
1024·768·8 = 6291456 bit = 786432 B
KiB に換算する
786432/1024 = 768 KiB
答え
M = 768 KiB
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