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 10.192.208.0/20 を、プレフィックス /28 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？
10.192.208.0/20/28
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 172.20.33.182/19 です。そのサブネットのブロードキャストアドレスの第 3 オクテット x はいくつですか？
172.20.33.182/19
x =
3.コンピュータネットワークふつう
「ping」コマンドはどのプロトコルを使いますか？
- AICMP
- BHTTP
- CUDP
- DTCP
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？
- ATLS 証明書は ICMP で送られる
- BDNS は名前解決に ICMP を必要とする
- C「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
- DTCP は ICMP なしではコネクションを開けない
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1100 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？
1100 00008 bit
N =
6.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 1024 × 768 ピクセル、1 ピクセルあたり 24 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB（1 KiB = 1024 バイト）ですか？
1024 × 768 px24 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: N = 256
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
28 − 20 = 8
サブネット数
N = 28 = 256
答え
N = 256
各 /28 サブネットには 24 − 2 = 14 個の使えるホストがあります。
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 63
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).
第 3 オクテットのブロックサイズ
25 = 32
このホストのサブネット
ネットワーク: 172.20.32.0
ブロードキャスト: 172.20.63.255
答え
x = 63
3.コンピュータネットワーク
答え: A · ICMP
これが答えになる理由
Ping は ICMP エコー要求（echo request）を送信し、エコー応答（echo reply）が返ってくるまでの時間を測定します。
答え
A · ICMP
4.コンピュータネットワーク
答え: C · 「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
C · 「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 = −64
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 = −64
答え
N = −64
6.記数法
答え: M = 2304 KiB
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。
ビットとバイト
1024·768·24 = 18874368 bit = 2359296 B
KiB に換算する
2359296/1024 = 2304 KiB
答え
M = 2304 KiB
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