今回のテーマは「IPアドレス」と「サブネットマスク」についてです。サブネットマスクの問題は難しい...問題192.168.0.0/23(サブネットマスク255.255.254.0)のIPv4ネットワークにおいて,ホストとして使用できるアドレスの個数の上限はどれか。次のネットワークアドレスとサブネットマスクをもつネットワークがある。このネットワークをあるPCが利用する場合,そのPCに割り振ってはいけないIPアドレスはどれか。出題される「IPアドレス」と「サブネットマスク」の問題。サブネットマスクの計算方法がわからないと難しく感じる問題ですが、計算方法がわかれば解ける問題です。本記事では、「IPアドレス」と「サブネットマスク」について解説します。午前問32IPアドレスとサブネットマスクIPアドレスとは、インターネット上の住所のことです。インターネットに繋がっている機器には、必ずIPアドレスが付与されます。インターネット上の住所である「IPアドレス」は、重複しないように割り当てられます。Numbers)という非営利法人が管理しています。全世界の情報をICANNがすべて管理しているわけではありません。Provider)等の「LIR」が存在します。Provider)と契約して、インターネットを使います。「グローバルIPアドレス」と「プライベートIPアドレス」IPアドレスには「グローバルIPアドレス」と「プライベートIPアドレス」が存在します。グローバルIPアドレスは、インターネットに接続するときに必要なIPアドレスです。それに対しプライベートIPアドレスは、会社や家庭などで構築されたネットワーク内でのみ使用するIPアドレスです。プライベートIPアドレスが登場した背景には、IPアドレス枯渇問題(IPv4)があります。IPアドレス枯渇問題とは、IPアドレスの数が足りなくなるという問題です。「すべてのコンピュータがインターネットへアクセスできる必要はない」という概念のもとに、組織内のコンピュータには一定範囲のIPアドレスをプライベートIPアドレスとして割り当てるという仕組みが生まれました。次の図は、グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスのイメージ例です。組織内(プライベートネットワーク)のコンピュータには、プライベートIPアドレスが割り当てられています。世界中で重複しないように割り当てる必要があるグローバルIPアドレスとは違い、プライベートIPアドレスは、組織内(プライベートネットワーク)で重複しなければよいのです。「プライベートネットワークA」と「プライベートネットワークB」のコンピュータには同じプライベートIPアドレスが付与されています。このようにIPアドレスを節約する仕組みがプライベートIPアドレスです。プライベートIPアドレスではインターネット上で通信できません。インターネットに接続するには、プライベートIPアドレスをグローバルIPアドレスに変換する必要があります。このIPアドレスを変換する技術にはNAT(ナット)、NATの問題点を解消したNAPT(ナプト)があります。Translation)とは「クラスフル方式」と「クラスレス方式」IPアドレスは、ネットワーク部とホスト部の2つで構成されています。ネットワーク部は、どのネットワークに属しているかを示すアドレスであり、ホスト部はネットワーク内のホストに割り当てられたアドレスです。住所と同じで、ネットワーク部には〇〇県△△町、ホスト部には△△町内の番地が割り当てられているイメージです。従来のIPアドレスは、「クラスフル方式」という方式を採用していたため、ネットワーク部とホスト部が固定されていました。65,234)のIPアドレスが未使用で無駄になってしまいます。そこで登場したのが「クラスレス方式」です。クラスレス方式では、サブネットマスクを使い「ネットワーク部」と「ホスト部」の境界を変更することを可能にしています。次の図は、サブネットマスクのイメージ例です。サブネットマスクは、2進数表記「1」の部分が「ネットワーク部」、「0」の部分がホスト部を表します。上記図の割り当て可能なホスト数は「254個」です。(28-2=254個)それでは、サブネットマスクの「ネットワーク部」と「ホスト部」の境界を右へ1つずらしてみます。上記図のように、サブネットマスクの「ネットワーク部」と「ホスト部」の境界を右へ1つずらすと、割り当て可能なホスト数は「126個」に変わります。(27-2=126個)ネットワーク部とホスト部が固定されていた「クラスフル方式」とは違い、「クラスレス方式」では、サブネットマスクを使いネットワーク部とホスト部の境界を変動させることで、割り当て可能なホスト数を変更可能にしています。「IPv4」と「IPv6」IPアドレスの主なバージョンには、「IPv4」と「IPv6」があります。IPv6は、IPv4のIPアドレスが足りなくなるという「IPアドレス枯渇問題」を解決するために登場したバージョンです。日本におけるIPv6の利用率は、2024年2月22日時点で50.57%と米Googleが公表しています。IPv4の使用可能なIPアドレスは約232(約43億)ですが、IPv6は2128個(約340澗)です。IPアドレスの数を節約する必要があったIPv4とは違い、IPv6は十分すぎる数のIPアドレスが用意されています。IPv6のIPアドレスは、次のように128ビットで表現し、16ビット単位にコロン(:)で区切り、十六進法で表記します。サブネットマスクを使ったIPアドレスの計算問題がよく出題されます。本記事では、次の問題の解き方を解説します。問題IPアドレス「172.30.123.45」、サブネットマスク「255.255.252.0」のネットワークアドレス、ブロードキャストアドレス、ホストに使用できるアドレスの範囲を求めなさい。「ネットワークアドレス」の求め方ネットワークアドレスは、ネットワーク自体を指すものであり、ホスト部が全て「0」のアドレスです。ネットワークアドレスの求め方は次のとおりです。サブネットマスク「255.255.252.0」を2進数に変換するIPアドレス「172.30.123.45」を2進数に変換するIPアドレスとサブネットマスクとの論理積(AND)を求める1サブネットマスク「255.255.252.0」を2進数に変換するまずは、サブネットマスク「255.255.252.0」を2進数に変換します。000000002IPアドレス「172.30.123.45」を2進数に変換する続いて、IPアドレス「172.30.123.45」を2進数に変換します。001011013IPアドレスとサブネットマスクとの論理積(AND)を求める最後にサブネットマスクとIPアドレスの論理積(AND)を求めます。00000000」これを10進数に戻すと「172.30.120.0」、これがネットワークアドレスです。ブロードキャストアドレスの求め方ブロードキャストアドレスは、あるセグメントに接続されている全てのホストにパケットを送信するためのものであり、ホスト部が全て「1」のアドレスです。ネットワークアドレスのホスト部を全て「1」にしたのがブロードキャストアドレスです。11111111」これを10進数に戻すと「172.30.123.255」、これがブロードキャストアドレスです。ホストに使用できるアドレス範囲の求め方ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスがわかれば、ホストに使用できるIPアドレスの範囲がわかります。172.30.123.254」です。午前問32問題192.168.0.0/23(サブネットマスク255.255.254.0)のIPv4ネットワークにおいて,ホストとして使用できるアドレスの個数の上限はどれか。午前問32設問のIPアドレス「192.168.0.0」の後方に付加されている「/23」はアドレスプレフィックスといい、先頭から何ビットまでがネットワークアドレスであるかを示す表記法です。Ipv4のIPアドレスは32ビットであり、「/23」は先頭から23ビット目までがネットワークアドレスであることを示しているので、ホストアドレスは残りの9ビットです。512個のアドレスが使えますが、ホスト部がすべて「0」のネットワークアドレスと、ホスト部がすべて「1」のブロードキャストアドレスは、予約されているため、ホストアドレスとして割り当てることはできません。次のネットワークアドレスとサブネットマスクをもつネットワークがある。このネットワークをあるPCが利用する場合,そのPCに割り振ってはいけないIPアドレスはどれか。11110000」です。続いて、ネットワークアドレスのホスト部をすべて「1」にして、ブロードキャストアドレスを求めます。00011111」これを10進数に戻すと「200.170.70.31」、これがブロードキャストアドレスです。200.170.70.30」です。この範囲外のIPアドレスをホストに割り振ってはいけません。ア~エを順番に確認していきます。ア:200.170.70.17不正解:範囲内なので、ホストに割り振ってよいIPアドレスです。イ:200.170.70.20不正解:範囲内なので、ホストに割り振ってよいIPアドレスです。ウ:200.170.70.30不正解:範囲内なので、ホストに割り振ってよいIPアドレスです。エ:200.170.70.31正解:ブロードキャストアドレスなので、ホストに割り振ってはいけません。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。ボットネットにおけるC&Cサーバの役割として,適切なものはどれか。ア:Webサイトのコンテンツをキャッシュし,本来のサーバに代わってコンテンツを利用者に配信することによって,ネットワークやサーバの負荷を軽減する。イ:外部からインターネットを経由して社内ネットワークにアクセスする際に,CHAPなどのプロトコルを用いることによって,利用者認証時のパスワードの盗聴を防止する。IPv4において,インターネット接続用ルータのNAT機能の説明として,適切なものはどれか。ア:インターネットへのアクセスをキャッシュしておくことによって,その後に同じIPアドレスのWebサイトへアクセスする場合,表示を高速化できる機能である。イ:通信中のIPパケットを検査して,インターネットからの攻撃や侵入を検知する機能である。ウ:特定の端末宛てのIPパケットだけを通過させる機能である。エ:プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスを相互に変換する機能である。通信回線の伝送誤りに対処するパリティチェック方式(垂直パリティ)の記述として,適切なものはどれか。ア:1ビットの誤りを検出できる。イ:1ビットの誤りを訂正でき,2ビットの誤りを検出できる。ウ:奇数パリティならば1ビットの誤りを検出できるが,偶数パリティでは1ビットの誤りも検出できない。エ:奇数パリティならば奇数個のビット誤りを,偶数パリティならば偶数個のビット誤りを検出できる。出題される「パリティチェック」の問題。TCP/IPネットワークにおけるRARPの機能として,適切なものはどれか。ア:IPパケットが通信先のIPアドレスに到達するかどうかを調べる。イ:MACアドレスからIPアドレスを求める。ウ:ドメイン名とホスト名からIPアドレスを求める。エ:プライベートIPアドレスとグローバルIPアドレスを相互に変換する。トランスポート層のプロトコルであり,信頼性よりもリアルタイム性が重視される場合に用いられるものはどれか。TCP/IPネットワークで使用されるARPの説明として,適切なものはどれか。出題される「TCP/IPの階層モデル」についての問題。ルータの機能に関する記述のうち,適切なものはどれか。ア:MACアドレステーブルの登録情報によって,データフレームをあるポートだけに中継するか,全てのポートに中継するかを判断する。イ:OSI基本参照モデルのデータリンク層において,ネットワーク同士を接続する。ウ:OSI基本参照モデルのトランスポート層からアプリケーション層までの階層で,プロトコル変換を行う。エ:伝送媒体やアクセス制御方式の異なるネットワークの接続が可能であり,送信データのIPアドレスを識別し,データの転送経路を決定する。