応用情報技術者 2015年秋期午前2 問34

問題文

IPv4ネットワークで使用される IP アドレス aとサブネットマスクmからホストアドレスを求める式はどれか。ここで、“〜” はビット反転の演算子、“|”はビットごとの論理和の演算子、“&” はビットごとの論理積の演算子を表し、ビット反転の演算子の優先順位は論理和、論理積の演算子よりも高いものとする。

選択肢

ア：〜a & m

イ：〜a | m

ウ：a & 〜m（正解）

エ：a | 〜m

IPv4ネットワークでのホストアドレス算出式【午前2 解説】

要点まとめ

結論：ホストアドレスは「IPアドレス a とサブネットマスク m のビット反転を論理積したもの」で求められます。
根拠：サブネットマスクのビット反転はホスト部のビットを示し、IPアドレスと論理積を取ることでホスト部の値が抽出されます。
差がつくポイント：ビット演算の優先順位と各演算子の意味を正確に理解し、サブネットマスクの反転がホスト部を示すことを押さえることが重要です。

正解の理由

選択肢ウ「a & 〜m」が正解です。
IPアドレス a はネットワーク部とホスト部を含み、サブネットマスク m はネットワーク部を1、ホスト部を0で表します。
サブネットマスクをビット反転（〜m）すると、ホスト部が1、ネットワーク部が0になります。
この反転マスクと IP アドレス a の論理積（&）を取ることで、IPアドレスのホスト部だけを抽出できます。

よくある誤解

サブネットマスクのビット反転を IP アドレスに論理和（|）で適用するとホスト部が正しく抽出できません。
IPアドレスのビット反転を使うとネットワーク部とホスト部の区別がつかなくなります。

解法ステップ

サブネットマスク m のビット反転を計算し、ホスト部のビットを1にする。
IPアドレス a と反転したサブネットマスク〜m の論理積（&）を取る。
結果として得られる値がホストアドレス（ホスト部の値）となる。

選択肢別の誤答解説

ア: 〜a & m
IPアドレスを反転するとネットワーク部とホスト部の区別が崩れ、正しいホストアドレスが得られません。
イ: 〜a | m
IPアドレス反転とサブネットマスクの論理和はホスト部抽出に適さず、誤った値になります。
ウ: a & 〜m
正解。サブネットマスクの反転を使い、IPアドレスのホスト部を正確に抽出します。
エ: a | 〜m
論理和はホスト部以外のビットも1になる可能性があり、ホストアドレスとして不適切です。

補足コラム

IPアドレスはネットワーク部とホスト部に分かれており、サブネットマスクはネットワーク部を1、ホスト部を0で示します。
ホストアドレスを求める際は、サブネットマスクを反転してホスト部を1にし、IPアドレスと論理積を取ることでホスト部の値を抽出します。
この考え方はネットワーク設計やトラブルシューティングで基本かつ重要な知識です。