[徹底研究] IPアドレスに関する計算問題の解法！
(NTTコミュニケーションズ インターネット検定 .com Master ★★ 2004年7月期 受験対応)

　[関係式-1]　サブネットマスク(S)とネットワークアドレス(N)からアドレス範囲(A)を求める式

1. 		5
   	16)	82
   		80
   		2	あまり

   10進数の｢82｣を16で除算し、商の「5」とあまりの「2」を求める。
   　
2. 2進10進数 4ビット変換表で、商の10進数の「5」に相当する2進数の「0101」と、
   あまりの10進数の「2」に相当する2進数の「0010」を求める。
   　
3. 上記で求めた4ビットの2進数を商とあまりの順に並べると、
   10進数の｢82｣を8ビットの2進数に変換した「01010010」が求められる。

1. 		4	(0100)
   	×	16
   		24
   		4
   		64
   	＋	0	(0000)
   		64

   8ビットの2進数の「01000000」を、4ビットの2進数の「0100」と「0000」に分割する。
   　
2. 2進10進数 4ビット変換表で、2進数の「0100」に相当する10進数の「4」と、
   同じく2進数の「0000」に相当する10進数の「0」を求める。
   　
3. 10進数の「4」に16を積算した後、「0」を加算すると、10進数の「64」が求められる。

1. ネットワークアドレスの下位8ビットを10進数に変換する。
   　2進10進数 8ビット変換表で、2進数の「10000000」に相当する10進数の「128」を求める。
   　
2. アドレス範囲を求める。
   　[関係式-1]で、ネットワークアドレス(N)の「224」とサブネットマスク(S)の「128」を代入し、アドレス範囲(A)の「128〜159」(128〜128+(255-224))が求め られる。
   　
3. ホストに割り当てが可能なIPアドレス範囲を求める。
   　設問の中に「ホストに割り当てが可能なIPアドレス」という記述がある。ホストに割り当てが不可能な、ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを除 く「129〜158」となる。

　パソコンの台数が3倍にも増加するため、ネットワークデザインを見直す必要がある。
現行のサブネットマスクでは、機器に割り振ることのできるアドレス数が最大( 1 )個である。
サブネットマスクを「255.255.255.( 2 )」に変更すると、変更要件を満たすことができる。
また、ネットワークの構成変更としては、( 3 )という方法が適している。

1. アドレス数を求める。
   　2進10進数 8ビット変換表で、サブネットマスクが「224」なので、アドレス数は32個と求められる。
   　
2. 機器に割り振ることのできるアドレス数を求める。
   　設問の中に「機器に割り振ることのできるアドレス数」という記述がある。機器に割り振ることができないネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを除 く30個(32-2)となる。

( 2 ) 変更要件を満たすことができるサブネットマスクを求める。

1. 変更要件を満たすアドレス数を求める。
   　

   アドレスが必要なアイテム	アドレス数	備考
   パソコン	60個
   ネットワークプリンタ	2個
   ネットワークアドレス	1個
   ブロードキャストアドレス	1個
   ファイアウォールと公開サーバ	(最低)1個	少なくとも1個は必要
   合計	(最低)65個

   　

2. サブネットマスクを求める。
   　2進10進数 8ビット変換表で、65個以上のアドレス数が確保でき て、ネットワークアドレス部が最大になるようなサブネットマスクとして、「128」が求められる。

( 3 ) 変更要件を満たすネットワークの構成変更としては、どの方法が好ましいか。

　変更要件の中に「公開サーバにはファイアウォールを経由せずに到達できないように…」という記述がある。この場合、ファイアウォールサーバに第3のLANボードをセッティングし、公開用サーバ専用のネットワークを 構築する。これをDMZと呼び、位置関係を図にすると、以下のようになる。よってk.が正しい。

1. 必要なアドレス数を求める。
   　設問の中に「割り当て可能なIPアドレスを61個にしたい場合」という記述がある。よって、ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを加えた63個が必要。
   　
2. サブネットマスクの求める。
   　2進10進数 8ビット変換表で、63個以上のアドレス数を確保できるサブネットマスク は、f.の「192」とd.の「128」が求められる。(表にないがb.の「64」も対象)
   　ところが、設問の中に「ネットワークアドレス部が最大となるようなサブネットマスク」という記述があるので、より大きな値の「192」が正解となる。

1. DHCPDISCOVERでクライアントBが送信する宛先IPアドレスを選択肢から選びなさい。
2. 同じくDHCPDISCOVERでクライアントBが送信する送信元IPアドレスを選択肢から選びなさい。
3. DHCPOFFERでホストAが提示する可能性があるIPアドレスを選択肢からすべて選びなさい。

　なお、プールアドレスはネットワーク上のPCにすべて与えられる範囲が指定されてるとする。　

1. i. 255.255.255.255
   (DHCPサーバのIPアドレス分からないため、ブロードキャストアドレスに対して要求を出す。)
2. a. 0.0.0.0
   (この時点ではクライアントのIPアドレスは決まってないので、ネットワークアドレスを送信する。)
3. e. 192.168.0.16 と f. 192.168.0.32

1. サブネットマスクを求める。
   　192.168.0.0/26の「/26」から、サブネットマスクを2進数で表現すると「11000000」となるので、
   2進10進数 8ビット変換表で10進数に変換すると、「192」 が求められる。
   　
2. アドレス範囲を求める。
   　[関係式-1]で、ネットワークアドレス(N)の「0」とサブネットマスク(S)の「192」を代入すると、アドレス範囲(A)の「0〜63」(0〜0+(255-192))が求められる。
   　
3. ホストに割り当てが可能なIPアドレスの範囲を求める。
   　ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスはホストに割り当てができないので、割り当て可能なIPアドレスの範囲は「192.168.0.1〜192.168.0.62」となる。
   　
4. 解答の引き出し
   　d.e.f.が割り当て可能なIPアドレスである、DHCPサーバが提示する可能性があるのは、DHCPサーバのホストAで使われているd.除くe.f.となる。

1. 誤り(サブネットマスクを2進数で表現した上位27ビットが「1」で連続してるので、/27が正しい。)
2. 正しい
3. 正しい(IPアドレスのホストアドレス部がすべて「1」なので正しい。)

1. アドレス数を求める。
   　2進10進数 8ビット変換表で、2進数の「11100000」で表現されるサブネットマスクのアドレス数は、32個と求められる。
   　
2. 解答の引き出し
   　設問の中に、単に「割り当てられたIPアドレス」という記述があるので、ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスも含めた32個が正解となる。(ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスは、ネットワークIPアドレスやブロードキャストIPアドレスとも呼び、特別に予約されているアドレスであるものの、IPアドレスの一種である。)

1. ホストアドレス部のビット構成を求める。
   　2進10進数 8ビット変換表で、サブネットマスクである10進数の｢192｣を2進数に変換し、「11000000」を得る。よって、このネットワークのホストアドレス部は6ビット構成である。
   　
2. IPアドレスの下位8ビットの2進数を求める。
   　10進数を2進数に変換する方法で、10進数の「82」を2進数に変換すると「01010010」 となる。
   　
3. ネットワークアドレスの下位8ビットの2進数を求める。
   　ネットワークアドレスは、ホストアドレス部がすべて「0」となる。ホストアドレス部は6ビット構成なので、IPアドレスの下6桁をすべて「0」にした「01000000」がネットワークアドレスである。
   　
4. ネットワークアドレスの2進数を10進数に変換する。
   　2進数を10進数に変換する方法で、2進数の「01000000」を10進数に変換すると「64」となる。
   　よって、ネットワークアドレスは「255.255.255.64」で、( 1 )の解答はh. 64である。
   　
5. アドレス数を求める。
   　2進10進数 8ビット変換表で、サブネットマスクの「192」に対応するアドレス数の「64」が求まる。
   　
6. ホスト用に利用できるIPアドレス数を求める。
   　設問の中に「ホスト用に利用できるアドレス数」という記述があるので、アドレス数の64個からネットワークアドレスとブロードキャストアドレス除 く62個となる。
   　よって、( 2 )の解答はg. 62となる。

1. サブネットマスクを求める。
   　192.168.1.0/28の「/28」から、サブネットマスクを2進数で表現すると「11110000」となる ので、
   2進10進数 8ビット変換表で10進数に変換すると、「248」 が求められる。
   　
2. アドレス範囲を求める。
   　[関係式-1]で、ネットワークアドレス(N)の「0」とサブネットマスク(S)の「248」を代入すると、アドレス範囲(A)の「0〜7」(0〜0+(255-248))が求められる。
   　
3. ホストに割り当てが可能なIPアドレスの範囲を求める。
   　設問の中に「ホストに割り当てることができるIPアドレス」という記述があるので、ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスを除くアドレスの範囲は、「192.168.1.1〜192.168.1.6」となる。
   　よって、解答は b. 192.168.1.1となる。

1. サブネットマスクを求める。
   　ネットワーク識別子の「/」以降のネットワークアドレス部のビット数の情報から(※)、
   2進10進数 8ビット変換表でそれぞれのネットワークのサブネットマスクを10進数で求める。
   　

   ネットワーク識別子	a. 192.168.0.16/28	b. 192.168.0.0/26	c. 192.168.0.128/25
   サブネットマスク	240	192	128

   　(※)「/26」であれば、ネットワークアドレス部が26ビットなので、ホストアドレス部は6ビット(32-26)となって、サブネットマスクを8ビットの2進数で表現すると、下位の6ビットが｢0｣で上位の2ビットが｢1｣の「11000000」となる。これを10進数に変換すると「192」となる。
   　

2. アドレス範囲を求める。
   　[関係式-1]で、ネットワークアドレス(N)とサブネットマスク(S)代入し、それぞれのネットワークのアドレス範囲(A)を求める。
   　

   ネットワーク識別子	a. 192.168.0.16/28	b. 192.168.0.0/26	c. 192.168.0.128/25
   サブネットマスク	240	192	128
   アドレス範囲 (求める計算式)	16〜31	0〜63	128〜255
   	(16〜16+(255-240))	(0〜0+(255-192))	(128〜128(255-128))

   　

3. 解答の引き出し
   　問題のあるIPアドレスのセルをピンクで塗りつぶしたが、a.の「ホストA」とc.の「ホストB」はブロードキャストアドレス、a.の「ホストB」は同じネットワーク上にない。
   　よって、正しく通信ができるのは、b.のネットワークのみである。
   　

   ネットワーク識別子		a. 192.168.0.16/28	b. 192.168.0.0/26	c. 192.168.0.128/25
   サブネットマスク		240	192	128
   アドレス範囲 (求める計算式)		16〜31	0〜63	128〜255
   		(16〜16+(255-240))	(0〜0+(255-192))	(128〜128(255-128))
   IPアドレス	ルータ	17	1	129
   	ホストA	31	61	254
   	ホストB	32	62	255
   ホストA/B間の通信		×	○	×

1. ホストアドレス部のビット構成を求める。
   　2進10進数 8ビット変換表で、サブネットマスクである10進数の｢240｣を2進数に変換し、「11110000」を得る。よって、このネットワークのホストアドレス部は4ビット構成である。
   　
2. DNSサーバのIPアドレスの下位8ビットを2進数に変換する。
   　10進数を2進数に変換する方法で、10進数の「19」を2進数に変換すると「00010011」となる。
   　
3. ネットワークアドレスの下位8ビットの2進数を求める。
   　ネットワークアドレスは、ホストアドレス部がすべて「0」となる。ホストアドレス部は4ビット構成なので、DNSサーバのIPアドレスの下4桁をすべて「0」にした「00010000」がネットワークアドレスである。
   　
4. ネットワークアドレスの2進数を8進数に変換する。
   　2進数を10進数に変換する方法で、2進数の「00010000」を2進数に変換すると「16」となる。
   　よって、( 3 )のネットワークアドレスはd.16になる。
   　
5. アドレス範囲を求める。
   　[関係式-1]で、ネットワークアドレス(N)の「16」とサブネットマスク(S)の「240」を代入すると、アドレス範囲(A)の「16〜31」(16〜16+(255-240))が求められる。
   　よって、( 4 )のブロードキャストアドレスはe. 31となる。
   　また、IPアドレスの範囲は16〜31なので、( 1 )がd.16、( 2 )がe. 31になる。