令和3年度秋期 データベーススペシャリスト 午前Ⅰ 問11

ビット単位で手順を追って確かめる

アドレスとマスクを2進数に直し、各手順が何ビット目にどう作用するかを一つずつ追うことで、結果が求めたいアドレスの定義と整合するかを自分で確かめる姿勢が有効です。暗記した結論に頼らず、実際のビット列で検証しましょう。

この問題で問われていること

問われているのはアドレスのどの部分をどう扱う手順かという点です。その手順を適用したときに、ネットワーク部とホスト部の境界の前後で各ビットがどう変化するかを、具体的なビット列で確認することが判断の軸になります。

視点

IPv4アドレスは32ビットで構成され、プレフィックス長（またはサブネットマスク）がネットワーク部とホスト部の境界を示します。ビット演算では、ビット位置ごとに独立して結果が決まります。そのため、境界の左側と右側から代表的なビットを1つずつ取り出し、手順を当てはめて結果を書き出すと、手順全体が何をしているかを具体的に把握できます。

確認ポイント

• プレフィックス長から、境界が何ビット目にあるかを把握したか
• 境界の左右それぞれのビットに手順を当てはめ、結果を書き出したか
• 得られたビット列が、求めたいアドレスの定義と矛盾しないか確かめたか

正解

エ

解説

ブロードキャストアドレスは、ネットワーク部はIPアドレスのままで、ホスト部を全て1にしたアドレスです。サブネットマスクを反転すると、ホスト部だけが1になります。これとIPアドレスの論理和を取るエが正解です。

理由

サブネットマスクは、ネットワーク部が1、ホスト部が0です。各ビットを反転すると、ネットワーク部が0、ホスト部が1になります。これとIPアドレスの論理和を取ると、ネットワーク部はIPアドレスのまま（x OR 0 = x）で、ホスト部は全て1（x OR 1 = 1）になります。これがブロードキャストアドレスです。例として、IPアドレス192.168.1.100、マスク255.255.255.0とします。反転マスクは0.0.0.255なので、論理和は192.168.1.255になります。

比較

同じ例で他の選択肢も確かめます。ウは、IPアドレスと反転マスクの論理積です。ネットワーク部は0になり、ホスト部はIPアドレスの値がそのまま残って0.0.0.100になります。ホスト部を全て1にできないので、ブロードキャストアドレスにはなりません。アは、IPアドレスを反転したものとマスクの論理積です。63.87.254.0となり、ネットワーク部が反転した値になります。イは、IPアドレスを反転したものとマスクの論理和です。255.255.255.155となり、ネットワーク部が全て1、ホスト部が反転した値になります。

選択肢ア

これは不正解だよ。IPアドレスを反転したものとマスクの論理積では、ネットワーク部にIPアドレスを反転した値が入り、ホスト部は0になるよ。例えば192.168.1.100、マスク255.255.255.0では63.87.254.0になるんだ。ネットワーク部が元と違い、ホスト部も全て1にならないから、ブロードキャストアドレスにはならないよ。

選択肢イ

これは不正解だよ。IPアドレスを反転したものとマスクの論理和では、ネットワーク部が全て1になり、ホスト部にはIPアドレスを反転した値が入るよ。例えば192.168.1.100、マスク255.255.255.0では255.255.255.155になるんだ。ネットワーク部が保たれず、ホスト部も全て1にならないから、ブロードキャストアドレスにはならないよ。

選択肢ウ

これは不正解だよ。反転したマスクとIPアドレスの論理積では、ネットワーク部が0になり、IPアドレスのホスト部だけが残るよ。例えば192.168.1.100、マスク255.255.255.0では0.0.0.100になるんだ。ホスト部を取り出すことはできるけど、全て1にはできないし、ネットワーク部も失われるから、ブロードキャストアドレスにはならないよ。

選択肢エ（正解）

これは正解だよ。サブネットマスクを反転すると、ネットワーク部が0、ホスト部が1になるよ。これとIPアドレスの論理和を取ると、ネットワーク部はIPアドレスのままで、ホスト部は全て1になるんだ。これがサブネットのブロードキャストアドレスだよ。例えば192.168.1.100、マスク255.255.255.0なら192.168.1.255になるね。

学習のポイント

反転マスクとの論理和ではホスト部が全て1になり、論理積ではホスト部だけが残ります。この違いを押さえましょう。