情報処理安全確保支援士 2023年 秋期 午前2 問18

サブネット分割【午前2解説】

正解の理由

解法ステップ

1. 要件整理：1サブネットあたり少なくとも50台のホスト、かつ全体を4つに分割すること。
2. 必要なホスト部ビット数を求める：$2^h-2\ge 50$ を満たす最小の $h$ を探す。
   • $h=5$ → $2^5-2=30$（不足）
   • $h=6$ → $2^6-2=62$（十分）
     したがってホスト部は6ビット必要。
3. クラスCは元々ホスト部が8ビット（/24）。ホスト部を6ビットにするにはサブネット用に2ビットを借りる（8→6）。
4. 新しいプレフィックスは $24+2=26$、すなわち255.255.255.192。これが4サブネット（$2^2$）かつ1サブネットあたり62 usableホストを持つ設計になる。

選択肢別の誤答解説

• ア: 255.255.255.0（/24）
  • ビット構成：ホスト部8ビット → usableホスト数 $2^8-2=254$。
  • 問題は「4つに分割してそれぞれ50ノード収容」なので、/24はサブネット分割していない（サブネット数1）ため要件を満たさない（サブネット数が足りない）。
• イ: 255.255.255.64（無効なサブネットマスク）
  • バイナリ表現：11111111.11111111.11111111.01000000。プレフィックスは連続した1の列で表される必要があるが、この値は1と0が交互に現れ、連続した1ビットの後に0が来て、再び1が現れる構造になっていない。つまり正しいネットワークマスクではなく使用できない表記です。
  • 「ホスト部が6ビット／7ビット」などの取り扱いは誤りであり、255.255.255.192（/26）や255.255.255.128（/25）と混同してはいけません。
• ウ: 255.255.255.128（/25）
  • ビット構成：ホスト部7ビット → usableホスト数 $2^7-2=126$。
  • サブネット数：/24 から 1ビット借りて /25 にするとサブネット数は $2^1=2$。したがってサブネット数が4つ必要な条件を満たさない（サブネット数不足）。
• エ: 255.255.255.192（/26） ← エ
  • ビット構成：ホスト部6ビット → usableホスト数 $2^6-2=62$。
  • サブネット数：/24 から2ビット借りるため $2^2=4$ サブネット。要件の「4つに分割」「各サブネットで50ノード収容」を共に満たす。

よくある誤解

• 255.255.255.64 が「/26 に相当する」と誤認する。数字だけを見ると混乱しやすいが、正しいマスクはバイナリで連続した1の後に0が並ぶ必要がある。64はその条件を満たさないので無効。
• ホスト数の計算で「-2」（ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスの除外）を忘れる。例えば6ビットで単純に $2^6=64$ とするのは誤りで、実際の使用可能数は62。
• サブネット数と1サブネットあたりのホスト数を別々に考えない。一方を満たしてももう一方が不足しているケース（例：/25 はホスト数は十分だがサブネット数が不足）に注意。

補足コラム

• 一般式：クラスCをベースにして追加で借りるビット数を $b$ とすると、新しいプレフィックスは $/(24+b)$。
  • サブネット数 = $2^b$
  • 1サブネットあたりのホスト部ビット = $8-b$
  • 使用可能ホスト数 = $2^{8-b}-2$
• 必要サブネット数や必要ホスト数から $b$ と $h$ を逆算するのが設計の基本。可変長サブネット（VLSM）を用いれば、異なるサイズのサブネットを混在させることも可能で、アドレス資源をさらに節約できます。

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