IP Network Skill

[ IP Network Skill - No. 0205 - ]

‥‥……━━━━━━ IP Network Skill No. 00000205 ━━━━━━……‥‥
　　┏━┓　
　　┃目┣━┓　　　　　　　　　《IP Network Skill No.205 -CONTENTS-》
╋━┗━┫次┣━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━……‥‥
┃　　　┗━┛
┃【１】ネットワークの基礎講座（40）
┃【２】【本日の試験対策問題】：
┃【３】特集：平成１６年度ネスペ試験解説　午前問4, 5
┃【４】【問題の解答】
╋━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━……‥‥

　【まえがき】

　４月１日はエイプリルフールです。
　インターネットの標準規格となるRFCでは毎年ジョークRFCと
　呼ばれる、実現しない冗談めいたRFCが出される日でもありま
　す。たぶんアメリカ時間の４月１日なので日本では４月２日
　に見れるようになりますかね。
　出ていたらまた紹介します。

　また入社式があったりして、新年度のスタートでもあります。
　ここしばらく、新年度のスタートなんて関係のない生活を送っ
　ていますが。。みなさんの職場、学び舎ではフレッシュマンが
　来ましたか？


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　ほんと、そうですね。
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━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
　ネ┃ッ┃ト┃ワ┃ー┃ク┃の┃基┃礎┃講┃座┃（40）
　━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛━┛

　この企画は処女作「TCP/IPネットワークステップアップラーニング」
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　を基に構成変更、加筆、修正、省略。。。いろいろ手を加えたものです。


　【７．IP】

　７．１．IPの紹介

　７．２．IPアドレス

　７．２．８．サブネットマスク

　７．２．８．１．サブネットとは

　この値もIPアドレスと同様に32ビットの2進数で、“255.255.255.0”のよう
　にドットを使って、４つのブロックの10進数で表します。

　サブネットマスクの“サブネット”とは、１つのIPブロードキャストドメ
　インを指します。１つの“セグメント”とも呼ばれ、この範囲内であれば
　MACアドレスやIPアドレスのブロードキャストアドレスを持つパケットや
　フレームが到達可能です。


　７．２．８．２．サブネットマスクができた背景

　現在、IPアドレスはサブネットマスクという値とペアになって表現されます。
　「現在」と書いたのは、IPアドレスができた当初はサブネットマスクは存在
　しなかったためです。

　これまでお話したように、もともとインターネットの世界には３種類の大き
　さのネットワークしかありませんでした。
　大規模ネットワーク（クラスA）、中規模ネットワーク（クラスB）、小規模
　ネットワーク（クラスC）の３種類です。

　IPが使われだした頃は、あまり深く考えずに３つのクラスを使っていました。

　しかしこれだと、それぞれのクラスで接続可能なホストの数に差がありすぎ
　ます。

　１つのネットワークドメイン、つまり会社や学校などネットワークを構築す
　る範囲を考えると、大企業などは別にして、ほとんどがクラスCの254台で足
　りてしまいます。

　学校や会社などの組織はもちろん、個人でも自分で構築したネットワークを
　インターネットに接続するには、配付機関に1つのネットワークアドレスをも
　らう必要があります。
　個人で構築したような、１台とか数台しかインターネットにつながるホスト
　を持たない組織についても、最低でもクラスCのネットワークアドレス、つま
　り254台分のIPアドレスをもらう必要があります。

　逆に、数万台や数十万台ものホストを管理するネットワークというものはほ
　とんどありませんでした。
　その結果、クラスAのアドレスは大量に余り、クラスCのアドレスが足りなく
　なってしまいました。

　このため、この３種類のネットワーク配下に、サブのネットワークを作りま
　しょう、ということでサブネットという考え方ができたのです。

　こうして、ホスト部が24ビット、16ビット、8ビットと３種類しかなかったネ
　ットワークを、何ビットのホスト部でも作れるように分割するために、新た
　にサブネットマスクというものができたのです。


　７．２．８．３．サブネットマスクのルール

　サブネットマスクはIPアドレスと違って、2進数で見たとき、必ず１の連続で
　始まり、0の連続で終わります。
　つまり、“1111 0000”はあっても、“1001 1010”のような1と0が連続して
　いない値はありません。


　７．２．８．４．各サブネットとホスト数

　ホスト数は３２ビットのIPアドレスのうちネットワーク部とサブネット部を
　差し引いた残りのホスト部のビットで計算できます。

　　２の（ホスト部ビット）乗マイナス２

　です。
 
   10進数表記      2進数表記のサブネットマスク        ホスト数
 8 255.  0.  0.  0  11111111.00000000.00000000.00000000 16,777,214
 9 255.128.  0.  0  11111111.10000000.00000000.00000000  8,388,606
10 255.192.  0.  0  11111111.11000000.00000000.00000000  4,194,302
11 255.224.  0.  0  11111111.11100000.00000000.00000000  2,097,150
12 255.240.  0.  0  11111111.11110000.00000000.00000000  1,048,574
13 255.248.  0.  0  11111111.11111000.00000000.00000000    524,286
14 255.252.  0.  0  11111111.11111100.00000000.00000000    262,142
15 255.254.  0.  0  11111111.11111110.00000000.00000000    131,070
16 255.255.  0.  0  11111111.11111111.00000000.00000000     65,534
17 255.255.128.  0  11111111.11111111.10000000.00000000     32,766
18 255.255.192.  0  11111111.11111111.11000000.00000000     16,382
19 255.255.224.  0  11111111.11111111.11100000.00000000      8,190
20 255.255.240.  0  11111111.11111111.11110000.00000000      4,094
21 255.255.248.  0  11111111.11111111.11111000.00000000      2,046
22 255.255.252.  0  11111111.11111111.11111100.00000000      1,022
23 255.255.254.  0  11111111.11111111.11111110.00000000        510
24 255.255.255.  0  11111111.11111111.11111111.00000000        254
25 255.255.255.128  11111111.11111111.11111111.10000000        126
26 255.255.255.192  11111111.11111111.11111111.11000000         62
27 255.255.255.224  11111111.11111111.11111111.11100000         30
28 255.255.255.240  11111111.11111111.11111111.11110000         14
29 255.255.255.248  11111111.11111111.11111111.11111000          6
30 255.255.255.252  11111111.11111111.11111111.11111100          2

　最大３０ビットまでのサブネットマスクが設定可能となります。
　３１ビットのサブネットマスクはありません。
　７ビット以下のサブネットも存在しません。７ビット以下のサブネットマスク
　を使用することがルーティング情報の集約などでありえますが、この場合、
　「サブネット」ではなく「スーパーネット」と呼ばれます。


　７．２．８．５．CIDR表記

　IPアドレスの後ろに、 “/” (スラッシュ) とサブネットマスクのビット数を
　書く方法をCIDR表記といいます。サブネットマスクのビット数を“プレフィッ
　クス長”といいます。

　たとえば、 “10.1.1.1 255.255.255.0” というIPアドレスとサブネットマス
　クの組み合わせは、 “10.1.1.1/24” と表記されます。また、このホストが
　所属するネットワークは “10.1.1.0/24” と表すことができます。

　このように書いたほうがすっきりするので、ネットワークの世界ではよく使わ
　れます。


╋━━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━┳━━━━━━━━━━……‥‥
　　　┃本┃日┃の┃試┃験┃対┃策┃問┃題┃　
╋━━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━┻━━━━━━━━━━……‥‥

　〔問題１〕192.168.1.0のネットワークアドレスを持つ会社がある。
　　　　　　この会社が、８つの部署にそれぞれ同じサブネット値でサブネット
　　　　　　を割り振る場合、１つの部署のサブネットに設定可能な最大の
　　　　　　ホストアドレスの値はいくつになるか。
　　　１. ２
　　　２. ６
　　　３. １４
　　　４. ３０

　〔問題２〕192.168.100.200/28で示されるアドレスのネットワークアドレス
　　　　とブロードキャストアドレスは何か。



━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【特集：平成１６年度テクニカルエンジニア（ネットワーク）試験解説】

　問4　ハッシュ表の理論的な探索時間を示すグラフはどれか。ここで、
　　　シノニムは発生しないものとする。

　ア　デ                         　イ　デ                            
　　　ー↑                         　　ー↑                      
　　のタ│              ;        　　のタ│                      
　　探１│             ;         　　探１│            ..''        
　　索個│           ;'          　　索個│        ..''       
　　時当│       ..''            　　時当│    ..''           
　　間た│....'''                　　間た│..''               
　　　り│                       　　　り│                      
　　　　└───────→       　　　　└───────→      
 　     0  表の中のデータの個数 　      0  表の中のデータの個数

　ウ　デ                         　エ　デ                            
　　　ー↑                         　　ー↑                      
　　のタ│           ....        　　のタ│                      
　　探１│      ..'''            　　探１│                
　　索個│   .''                 　　索個│               
　　時当│ .'                    　　時当│...............           
　　間た│;                      　　間た│                   
　　　り│                       　　　り│                      
　　　　└───────→       　　　　└───────→      
 　     0  表の中のデータの個数 　      0  表の中のデータの個数



　解答4　エ

　解説4

　ハッシュ表とは、実際のデータ（またはそのポインタ）とハッシュ値
　を対にした表です。

　ハッシュ値とは通信データの認証でもよく使われるもので、長いデータ
　列を何ビットかの固定長データに変換したものです。ハッシュドポテトの
　ようにぐちゃぐちゃにする、という意味で、一度ハッシュされた固定長
　のデータはもとに戻せません。

　ハッシュ用のアルゴリズム（計算方法）も一般に提供されています。

　たとえば友達の携帯番号を検索するとします。
　携帯番号は11桁の数値ですね。しかし友達は100人しかいないとします。
　このときハッシュ表は100列あればよいことになります。
　"09012345678"という携帯番号のハッシュ値が"672"、"08012345678"と
　いう番号のハッシュ値が"836"になったとします。このとき、
　　number[672]="09012345678"
    number[836]="08012345678"
　というように配列変数を作っておきます。こうすると、11桁の数字を
　検索するよりも、３桁の検索が終われば１１桁の値が自動的に出てくる
　ということで早く検索ができることになります。

　それで、シノニム（synonym）というのは一つの実体にに複数の名前や
　値などが割り当てられる機能や状態を指すことです。このハッシュ表の
　例でいうと、ハッシュ値が"672"になり得る携帯番号が他にも存在する
　かもしれないです。
　実は上記のハッシュの求め方は、携帯番号÷1234＝ｘ余りｙのｙの部分
　でした。"09012345678"÷1234＝7303359余り672でした。
　"09012346240"という値もこの計算方法だと672という値がハッシュ値に
　なってしまいます。そうなると、
　　number[672]={"09012345678", "09012346240"}
　と２つの値が１つの配列にできてしまい、ハッシュ表で高速検索した後
　にさらに２つのうちどちらか？という検索をする必要があり、余計に
　検索時間がかかってしまいます。

　この問題ではそのような事態が発生しない、という前提なので、表中の
　データの個数が増えても同じ時間で検索可能、ということになります。



　
　問5　垂直分散システムの処理形態を説明したものはどれか。

　ア　一連の処理を複数の階層に分割し、その階層に対応するシステムが
　　分散して処理を行う。
　イ　同じアプリケーションを複数のコンピュータで実行することによっ
　　て、それぞれのコンピュータにかかる負荷を分散する。
　ウ　端末からネットワークを経由して遠隔地のホストコンピュータに接
　　続し、ホスト側で一括したデータ処理を行う。
　エ　ファイルサーバ、プリントサーバなどを用意して、ネットワーク上
　　のクライアントからこれらを共同で使用できるようにする。

　解答5　ウ

　解説5

　垂直分散システムは、ホストコンピュータ（メインフレームのような大
　型のもの、またはサーバ）と端末（パソコンやクライアントマシンで）
　で構成されるネットワークシステムです。端末からホストコンピュータ
　に接続して命令を送り、その結果が端末に表示されます。TELNETやFTP
　のようなイメージです。
　ホストコンピュータを上位、端末を下位とする上下の階層構造から垂直
　分散システムと呼ばれます。

　これに対して水平分散システムというのもあります。
　これは各端末、つまりパソコンでアプリケーション処理を行います。
　

　　　垂直分散システム　　　　　　
　┌───────────┐
　│　ホストコンピュータ　│（処理）
　├───┬───┬───┤
　│端末１│端末２│端末ｎ│（表示）
　└───┴───┴───┘

　　　水平分散システム
　┌─────┬─────┬─────┐
　│パソコン１│パソコン２│パソコンｎ│（処理）
　└─────┴─────┴─────┘

　
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
　解┃答┃と┃解┃説┃
　━┛━┛━┛━┛━┛

　《本日の試験対策問題》
　　（解答１）３
　　　　
　　（解説１）
　　　８つの部署にそれぞれサブネットを割り当てるので、サブネット部に
　　　１から８までの値が入るようにしなければなりません。
　　　８を２進数で表現すると1000となり、４ビット必要なことがわかりま
　　　す。
　　　192.168.1.0はクラスCのネットワークアドレスなので下位８ビットが
　　　もともとのホスト部です。（２４ビットがネットワーク部）
　　　このうち４ビットをサブネット部に使います。
　　　つまりサブネットのネットワークアドレスは192.168.1.0/28となりま
　　　す。
　　　残りの４ビットがホスト部になります。
　　　２の４乗マイナス２は１４、つまり最大１４個のホストアドレスが
　　　設定可能です。

　　　
　　（解答２）４
　　　　
　　（解説２）
　　　192.168.100.200/28を２進数で表すと、

　　　IPアドレス：　11000000.10101000.01100100.11001000
　　　サブネット：　11111111.11111111.11111111.11110000

　　　となり、最後の４ビット（サブネットマスクが０になっている部分）
　　　を０にしたものが192.168.100.200のネットワークアドレス、その部分
　　　をすべて１にしたものがブロードキャストアドレスです。
　　　つまり

　　　11000000.10101000.01100100.11000000 = 192.168.100.192/28

　　　がネットワークアドレスになります。
　　　
　　　11000000.10101000.01100100.11001111 = 192.168.100.207/28

　　　がブロードキャストアドレスです。

━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

◆◆◆◆◆◆　┃ あとがき ┃　◆◆◆◆◆◆

　４月１日から個人情報保護法（「個人情報の保護に関する法律」）
　が施行されます。普段何気に扱っている情報（メール、ネット上
　のデータ）の扱いに気をつけましょう。

　詳しくは。。。
　http://www.kantei.go.jp/jp/it/privacy/houseika/hourituan/

  adzuki

………………………………………………………　　　　　　　　　　 
　IP Network Skill vol.000205　4/01/05
　発行者：adzuki　http://www.xai.nu/ipnet  
……………………………… ipnet5@xai.nu ……　　　　　　　　　　 

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