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 10.152.144.0/20 を、プレフィックス /25 の等しいサブネットに分割します。サブネットはいくつ N ありますか？
10.152.144.0/20/25
N =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.71.34/27 です。そ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？
10.20.71.34/27
x =
3.コンピュータネットワークふつう
「ウェルノウン」ポートとして予約されている TCP/UDP ポート番号の範囲はどれですか？
- A1024–49151
- B49152–65535
- C0–1023
- D0–65535
4.コンピュータネットワークむずかしい
ファイアウォールがすべての ICMP を遮断しています。小さな Web 要求は機能しますが、一部の経路で大きなダウンロードが止まってしまいます。考えられる原因は何ですか？
- ATCP は ICMP なしではコネクションを開けない
- B「フラグメント化が必要」メッセージが遮断されるため、パス MTU 探索が失敗する
- CDNS は名前解決に ICMP を必要とする
- DTLS 証明書は ICMP で送られる
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1111 0000 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？
1111 00008 bit
N =
6.記数法むずかしい
16 ビットに収まる最大の符号なし整数 N はいくつですか？
16 bit
N =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: N = 32
IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).
借りたビット
25 − 20 = 5
サブネット数
N = 25 = 32
答え
N = 32
各 /25 サブネットには 27 − 2 = 126 個の使えるホストがあります。
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 32
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
25 = 32
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊34/32⌋·32 = 32
ブロードキャスト: 32 + 32 − 1 = 63
使えるホスト: 33 … 62
答え
x = 32
3.コンピュータネットワーク
答え: C · 0–1023
これが答えになる理由
ポート 0–1023 は標準的なサービスのためのウェルノウンポートです。1024–49151 は登録済みポート、49152–65535 は動的またはプライベートポートです。
答え
C · 0–1023
4.コンピュータネットワーク
答え: B · 「フラグメント化が必要」メッセージが遮断されるため、パス MTU 探索が失敗する
これが答えになる理由
PMTUD はより小さな MTU を知るために ICMP メッセージに頼っています。それが破棄されると、大きなパケットが黙って消え、「ブラックホール」接続が生じます。
答え
B · 「フラグメント化が必要」メッセージが遮断されるため、パス MTU 探索が失敗する
5.記数法
答え: N = −16
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 + 64 + 32 + 16 = −16
答え
N = −16
6.記数法
答え: N = 65535
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。
最大値
216 − 1 = 65535
答え
N = 65535
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