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
あるホストのアドレスは 10.20.72.151/26 です。そのサブネットのブロードキャストアドレスの最後の数（第 4 オクテット）x はいくつですか？
10.20.72.151/26
x =
3.コンピュータネットワークふつう
192.168.0.0/24 と 192.168.1.0/24 の両方を集約する 1 つのプレフィックスはどれですか？
- A192.168.1.0/23
- B192.168.0.0/25
- C192.168.0.0/23
- D192.168.0.0/22
4.コンピュータネットワークむずかしい
同じスイッチ上の VLAN 10 と VLAN 20 のホストが通信できません。何が必要ですか？
- Aホスト間のより長いケーブル
- B両方のホストに同じ MAC アドレス
- C両方の VLAN に接続したハブ
- DVLAN 間をルーティングするルーターまたはレイヤー 3 スイッチ
5.記数法ふつう
−9 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 = −98 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 1011 0011 OR 0101 0110 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？
1011 0011OR0101 0110
R =
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: x = 191
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
26 = 64
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊151/64⌋·64 = 128
ブロードキャスト: 128 + 64 − 1 = 191
使えるホスト: 129 … 190
答え
x = 191
3.コンピュータネットワーク
答え: C · 192.168.0.0/23
これが答えになる理由
0 と 1 は第 3 オクテットの最後のビット以外をすべて共有するので、プレフィックスを 1 ビット短くした 192.168.0.0 から始まる /23 が両方をちょうどカバーします。
答え
C · 192.168.0.0/23
4.コンピュータネットワーク
答え: D · VLAN 間をルーティングするルーターまたはレイヤー 3 スイッチ
これが答えになる理由
VLAN はレイヤー 2 で分離されているため、VLAN 間のトラフィックは、例えばトランク上のルーター（「ルーター・オン・ア・スティック」）やレイヤー 3 スイッチによってルーティングされなければなりません。
答え
D · VLAN 間をルーティングするルーターまたはレイヤー 3 スイッチ
5.記数法
答え: U = 247
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
9 = 0000 1001
反転後: 1111 0110
+1 → 1111 0111
符号なしとして読む
1111 0111₂ = 256 − 9 = 247
答え
U = 247
6.記数法
答え: R = 247
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
OR は、少なくとも一方のビットが 1 のところで 1 になります。
1011 0011
OR 0101 0110
= 1111 0111
結果の値
1111 0111₂ = 247
答え
R = 247
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