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 472 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？
472 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 10.20.68.107/29 です。そのサブネットで最後に使えるホストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
10.20.68.107/29
x =
3.コンピュータネットワークふつう
DNS の MX レコードは何を指定しますか？
- AWeb サーバーの IPv4 アドレス
- B別のホストの別名
- Cゾーンのネームサーバー
- Dドメインのメールを受け付けるメールサーバー
4.コンピュータネットワークむずかしい
端末 A と C はどちらもアクセスポイント B に届きますが、互いの信号は聞こえないため、B でフレームが衝突します。802.11 はどのように対処しますか？
- Aフレームの TTL を増やす
- BA と C に衝突検出を使わせ、フレームが重なったら送信を止めさせる
- CA のフレームを C 経由でルーティングする
- D任意の RTS/CTS 交換：AP の CTS が近くのすべての端末に待つよう伝える
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −79 を格納するようにビットを設定します。符号なしの数として読むと、このパターンの値 U はいくつですか？
N = −798 bit
U =
6.記数法むずかしい
24 ビットの 2 の補数で表せる最小（最も負の）整数 N はいくつですか？
24 bit
N =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: p = 23
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
28 − 2 = 254 < 472
29 − 2 = 510 ≥ 472 → h = 9
プレフィックス長
p = 32 − 9 = 23
答え
p = /23
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 110
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。
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: ⌊107/8⌋·8 = 104
ブロードキャスト: 104 + 8 − 1 = 111
使えるホスト: 105 … 110
答え
x = 110
3.コンピュータネットワーク
答え: D · ドメインのメールを受け付けるメールサーバー
これが答えになる理由
MX（mail exchange）レコードは優先度付きでメールサーバーを列挙するため、送信側のサーバーはそのドメイン宛てのメールをどこに届ければよいかがわかります。
答え
D · ドメインのメールを受け付けるメールサーバー
4.コンピュータネットワーク
答え: D · 任意の RTS/CTS 交換：AP の CTS が近くのすべての端末に待つよう伝える
これが答えになる理由
端末が Request to Send を送ると、AP が Clear to Send で応答します。その範囲内のすべての端末がこれを聞くため、隠れ端末は予約された時間の送信を控えます。
答え
D · 任意の RTS/CTS 交換：AP の CTS が近くのすべての端末に待つよう伝える
5.記数法
答え: U = 177
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。
反転して 1 を足す
79 = 0100 1111
反転後: 1011 0000
+1 → 1011 0001
符号なしとして読む
1011 0001₂ = 256 − 79 = 177
答え
U = 177
6.記数法
答え: N = −8.389 × 10⁶
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。
最も負の値
−223 = −8388608
答え
N = −8388608
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