ネットワーク計算

ネットワークの計算は 2 種類

ネットワーク分野の計算問題は、伝送時間を求めるものと、IP アドレスを数えるものの 2 つに絞られます。どちらも単位の扱いさえ間違えなければ確実に取れます。

伝送時間はビットにそろえてから割る

回線速度は bps という単位で与えられます。これはビット毎秒で、1 秒間に何ビット送れるかを表します。一方、ファイルの大きさはバイトで与えられるのが普通です。1 バイトは 8 ビットなので、まずここをそろえます。

さらに、回線は表示どおりの速さをすべて使えるわけではありません。制御用の情報が混ざるため、実際に使える割合を伝送効率と呼びます。

3 M バイトのファイルを、8 M ビット毎秒の回線で、伝送効率 80 パーセントで送る場合を通します。

1. データ量をビットに直す。3 × 8 = 24 M ビット
2. 実際に使える速度を出す。8 × 0.8 = 6.4 M ビット毎秒
3. 割る。24 / 6.4 = 3.75 秒

答えは 3.75 秒です。バイトのまま割ってしまうと 8 分の 1 の値になり、伝送効率を掛け忘れると短すぎる値になります。選択肢にはその両方の誤答が必ず並んでいるので、手順の 1 と 2 を飛ばさないでください。

サブネットはホスト部のビット数で決まる

IP アドレスは 32 ビットで、前半がネットワークを表す部分、後半が個々の機器を表すホスト部です。どこまでが前半かを示すのがサブネットマスクで、192.168.10.0/26 のように「先頭から何ビットがネットワーク部か」で書く表記が使われます。

26 ビットがネットワーク部なら、ホスト部は 32 - 26 で 6 ビットです。6 ビットで表せる組合せは 2 の 6 乗で 64 通りありますが、すべてが 0 のアドレスはネットワーク自身を指し、すべてが 1 のアドレスは同報通信用のブロードキャストアドレスなので、機器には割り当てられません。使えるのは 64 - 2 で 62 台です。

/26 のときのサブネットマスクは 255.255.255.192 です。最後の 8 ビットのうち上位 2 ビットが 1 なので、128 + 64 で 192 になります。

区切りは 64 ごとなので、ブロックは 0 から 63、64 から 127、128 から 191、192 から 255 の 4 つです。192.168.10.100 は 64 から 127 のブロックに入るため、ネットワークアドレスは 192.168.10.64、ブロードキャストアドレスは 192.168.10.127 になります。

逆向きに問われることもある

「100 台の機器を収容したい。プレフィックス長をいくつにすればよいか」という向きの問題も出ます。ホスト部が 6 ビットなら 62 台で足りず、7 ビットなら 2 の 7 乗から 2 を引いて 126 台なので足ります。ホスト部 7 ビットということは、ネットワーク部は 32 - 7 で 25 ビット、つまり /25 です。

2 を引くのを忘れると、ちょうど境界の問題で 1 段階小さい答えを選んでしまいます。台数の計算では必ず 2 を引く、と手順に組み込んでください。

計算の前提になる用語

プライベート IP アドレスは組織内でだけ使えるアドレスで、192.168 で始まる範囲などが該当します。これを外部と通信できるグローバル IP アドレスに変換するしくみが NAT です。IPv4 のアドレスが足りなくなった対策として問われるので、計算問題と合わせて押さえておきます。