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 5 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？
192.168.10.0/245 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.237.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 5 ホスト, B: 120 ホスト, C: 13 ホスト, D: 59 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 D 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: 5B: 120C: 13D: 59
x =
3.コンピュータネットワークふつう
インターネット上で TCP コネクションの一方の端を一意に識別するものは何ですか？
- AMAC アドレスだけ
- Bドメイン名だけ
- Cサブネットマスクとゲートウェイ
- DIP アドレスとポート番号の組
4.コンピュータネットワークむずかしい
IPv6 のフラグメンテーションは IPv4 と比べてどう違いますか？
- AIPv6 では 576 バイトより大きいパケットは許されない
- Bルーターは IPv6 パケットを決してフラグメント化せず、パス MTU 探索を使って送信元だけがフラグメント化できる
- CIPv6 ルーターは、転送する前に 64 バイトより大きいすべてのパケットをフラグメント化する
- DIPv6 はトランスポート層で TCP の内部でフラグメント化する
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1000 1100 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？
1000 11008 bit
N =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、1072 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？
1072
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 30
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
23 = 8 ≥ 5 → b = 3, /27
サブネットあたりのホスト数
25 − 2 = 30
答え
H = 30
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 128
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
B: 120 ホスト → 27 = 128 (/25)
D: 59 ホスト → 26 = 64 (/26)
C: 13 ホスト → 24 = 16 (/28)
A: 5 ホスト → 23 = 8 (/29)
割り当て（大きい順）
B: .0 – .127
D: .128 – .191
C: .192 – .207
A: .208 – .215
答え
x = 128
LAN D：192.168.237.128/26。
3.コンピュータネットワーク
答え: D · IP アドレスとポート番号の組
これが答えになる理由
TCP コネクションは、送信元の IP とポート、宛先の IP とポートで識別されます。ポートは 1 台のホスト上の多数のアプリケーションを区別します。
答え
D · IP アドレスとポート番号の組
4.コンピュータネットワーク
答え: B · ルーターは IPv6 パケットを決してフラグメント化せず、パス MTU 探索を使って送信元だけがフラグメント化できる
これが答えになる理由
IPv6 ルーターは大きすぎるパケットを破棄し、ICMPv6 Packet Too Big を返します。送信元はより小さなパケットを送るか、フラグメント拡張ヘッダーを使います。
答え
B · ルーターは IPv6 パケットを決してフラグメント化せず、パス MTU 探索を使って送信元だけがフラグメント化できる
5.記数法
答え: N = −116
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 + 8 + 4 = −116
答え
N = −116
6.記数法
答え: b = 11 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
210 = 1024 < 1072
211 = 2048 ≥ 1072
答え
b = 11
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