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 192.168.45.0/24 を /25 のサブネットに分割し、最も小さいアドレスから 1、2、3、… と番号をつけます（サブネット 1 は .0 から始まる）。サブネット 2 のブロードキャストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
192.168.45.0/24/25サブネット 2 (サブネット 1 は .0 から始まる)
x =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 172.20.75.186/23 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？
172.20.75.186/23
x =
3.コンピュータネットワークふつう
クライアントが DHCP からアドレスを取得するときの通常のメッセージの順序はどれですか？
- ADiscover、Offer、Request、Acknowledge
- BOffer、Discover、Acknowledge、Request
- CRequest、Offer、Discover、Acknowledge
- DDiscover、Request、Offer、Acknowledge
4.コンピュータネットワークむずかしい
アドレス不足への対策として IPv6 に NAT が不要なのはなぜですか？
- AIPv6 はすべてのアドレスを暗号化するから
- BIPv6 はアドレスを使わないから
- C128 ビットのアドレス空間が十分に大きく、すべてのデバイスにグローバルアドレスを割り当てられるから
- DIPv6 はローカルネットワークでしか動作せず、アドレスをグローバルに共有する必要が決してないから
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1011 1011 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？
1011 10118 bit
N =
6.記数法むずかしい
10 ビットに収まる最大の符号なし整数 N はいくつですか？
10 bit
N =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 255
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).
ブロックサイズ
27 = 128
サブネット番号 2
ネットワーク: (2 − 1)·128 = 128
ブロードキャスト: 128 + 128 − 1 = 255
答え
x = 255
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 75
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
21 = 2
このホストのサブネット
ネットワーク: 172.20.74.0
ブロードキャスト: 172.20.75.255
答え
x = 75
3.コンピュータネットワーク
答え: A · Discover、Offer、Request、Acknowledge
これが答えになる理由
クライアントが Discover をブロードキャストし、サーバーが Offer で応答し、クライアントが 1 つの提案を Request し、選ばれたサーバーが Acknowledge で確定します。
答え
A · Discover、Offer、Request、Acknowledge
4.コンピュータネットワーク
答え: C · 128 ビットのアドレス空間が十分に大きく、すべてのデバイスにグローバルアドレスを割り当てられるから
これが答えになる理由
IPv6 には約 3.4 × 10³⁸ 個のアドレスがあるため、IPv4 で NAT が必要になったアドレス不足は解消されます。セキュリティは引き続きファイアウォールが担います。
答え
C · 128 ビットのアドレス空間が十分に大きく、すべてのデバイスにグローバルアドレスを割り当てられるから
5.記数法
答え: N = −69
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 + 32 + 16 + 8 + 2 + 1 = −69
答え
N = −69
6.記数法
答え: N = 1023
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
210 − 1 = 1023
答え
N = 1023
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