応用情報技術者 2021年 秋期 午前2 問35
問題文
IPv4ネットワークにおいて、あるホストが属するサブネットのブロードキャストアドレスを、そのホストの IPアドレスとサブネットマスクから計算する方法として、適切なものはどれか。ここで、論理和、論理積はビットごとの演算とする。
選択肢
ア：IPアドレスの各ビットを反転したものとサブネットマスクとの論理積を取る。
イ：IPアドレスの各ビットを反転したものとサブネットマスクとの論理和を取る。
ウ：サブネットマスクの各ビットを反転したものとIPアドレスとの論理積を取る。
エ：サブネットマスクの各ビットを反転したものとIPアドレスとの論理和を取る。（正解）
IPv4ネットワークのブロードキャストアドレス計算【午前2 解説】
要点まとめ
- 結論：ブロードキャストアドレスは「IPアドレスとサブネットマスクの反転ビットの論理和」で求める。
- 根拠：サブネットマスクの反転はホスト部を示し、IPアドレスのネットワーク部とホスト部の最大値を論理和で合成するため。
- 差がつくポイント：サブネットマスクの反転を使うことと、論理和（OR）を使う点を正確に理解することが重要。
正解の理由
ブロードキャストアドレスは、ネットワーク部は固定でホスト部がすべて1のアドレスです。
サブネットマスクの反転はホスト部のビットが1になるため、IPアドレスのネットワーク部とホスト部の最大値を論理和で合成するとブロードキャストアドレスが得られます。
したがって「サブネットマスクの各ビットを反転したものとIPアドレスとの論理和を取る」エが正解です。
サブネットマスクの反転はホスト部のビットが1になるため、IPアドレスのネットワーク部とホスト部の最大値を論理和で合成するとブロードキャストアドレスが得られます。
したがって「サブネットマスクの各ビットを反転したものとIPアドレスとの論理和を取る」エが正解です。
よくある誤解
サブネットマスクの反転を使わずIPアドレスのビットを反転する誤りや、論理積（AND）を使う誤解が多いです。
これらはブロードキャストアドレスの定義に合致しません。
これらはブロードキャストアドレスの定義に合致しません。
解法ステップ
- サブネットマスクの各ビットを反転し、ホスト部のビットを1にする。
- IPアドレスと反転したサブネットマスクのビットごとの論理和（OR）を計算する。
- 得られた結果がブロードキャストアドレスとなる。
選択肢別の誤答解説
- ア: IPアドレスのビット反転とサブネットマスクの論理積はホスト部を正しく表せず誤り。
- イ: IPアドレスのビット反転とサブネットマスクの論理和は意味がなく、ブロードキャストアドレスにならない。
- ウ: サブネットマスクの反転とIPアドレスの論理積はホスト部が0になるため誤り。
- エ: 正解。サブネットマスクの反転とIPアドレスの論理和でブロードキャストアドレスを正しく求める。
補足コラム
IPv4アドレスはネットワーク部とホスト部に分かれ、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。
ブロードキャストアドレスはホスト部がすべて1のアドレスで、ネットワーク内の全ホストにパケットを送信できます。
この計算はネットワーク設計やトラブルシューティングで必須の知識です。
ブロードキャストアドレスはホスト部がすべて1のアドレスで、ネットワーク内の全ホストにパケットを送信できます。
この計算はネットワーク設計やトラブルシューティングで必須の知識です。
FAQ
Q: なぜIPアドレスのビットを反転しないのですか？
A: IPアドレスの反転はネットワーク部とホスト部の区別を崩し、正しいブロードキャストアドレスになりません。
A: IPアドレスの反転はネットワーク部とホスト部の区別を崩し、正しいブロードキャストアドレスになりません。
Q: 論理積（AND）ではなく論理和（OR）を使う理由は？
A: 論理和はネットワーク部のビットを保持しつつホスト部をすべて1にできるため、ブロードキャストアドレスを作れます。
A: 論理和はネットワーク部のビットを保持しつつホスト部をすべて1にできるため、ブロードキャストアドレスを作れます。
関連キーワード: IPv4, ブロードキャストアドレス、サブネットマスク、論理和、論理積、ネットワーク設計
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