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 146 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？
146 hosts
p =
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：10.1.126.0/24, 10.1.127.0/24, 10.1.128.0/24。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？
10.1.126.0/24 … 10.1.128.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう
ARP は何をしますか？
- Aホストがローカルネットワークに参加したときに、IP アドレスを自動的に割り当てる
- Bドメイン名を名前解決する
- Cインターネット上でパケットをルーティングする
- Dローカルネットワーク上で IP アドレスに対応する MAC アドレスを調べる
4.コンピュータネットワークむずかしい
リンクステート型のルーティングプロトコルはどれですか？
- ARIP
- BOSPF
- CARP
- DBGP
5.記数法ふつう
−69 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 = −698 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、1686 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？
1686
b = bit
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 < 146
28 − 2 = 254 ≥ 146 → 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: p = 16
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
126 = 01111110
128 = 10000000
共通する先頭のビット：0
プレフィックス長
p = 16 + 0 = 16
答え
p = /16
集約経路：10.1.0.0/16 （リストにない 253 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 · ローカルネットワーク上で IP アドレスに対応する MAC アドレスを調べる
これが答えになる理由
ARP は「この IP を持っているのは誰？」とブロードキャストし、その所有者が自分の MAC アドレスで応答するため、フレームをローカルで配送できます。
答え
D · ローカルネットワーク上で IP アドレスに対応する MAC アドレスを調べる
4.コンピュータネットワーク
答え: B · OSPF
これが答えになる理由
OSPF ルーターはエリア全体のマップを構築し、Dijkstra のアルゴリズムで最短経路を計算します。RIP は距離ベクトル型、BGP はパスベクトル型です。
答え
B · OSPF
5.記数法
答え: U = 187
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
69 = 0100 0101
反転後: 1011 1010
+1 → 1011 1011
符号なしとして読む
1011 1011₂ = 256 − 69 = 187
答え
U = 187
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 < 1686
211 = 2048 ≥ 1686
答え
b = 11
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