本記事はGeminiの出力をプロンプト工学で整理した業務ドラフト（未検証）です。
平成31年度 春期 ネットワークスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問1 サブネット化とホストアドレス数
CIDR表記とサブネットマスクの関係を理解し、ネットワーク長とホスト長から割り当て可能なホスト数を導き出す解法を解説します。
【問題】 IPv4アドレス 192.168.10.0/24 のネットワークを、サブネットマスク 255.255.255.240 を使用してサブネット化する。作成できるサブネット数と、1つのサブネット内で割り当て可能な最大ホストアドレス数の組み合わせとして、適切なものはどれか。
ア サブネット数：8、ホストアドレス数：30 イ サブネット数：16、ホストアドレス数：14 ウ サブネット数：16、ホストアドレス数：16 エ サブネット数：32、ホストアドレス数：14
【解説】
IPアドレスのサブネット化計算では、サブネットマスクを2進数に変換し、ネットワーク部・サブネット部・ホスト部のビット長を特定することが解法の鍵となります。
元となるネットワーク 192.168.10.0/24 は、先頭24ビットがネットワーク部です。
新しく適用するサブネットマスク 255.255.255.240 を2進数で表すと次のようになります。
$$255.255.255.240 = 11111111.11111111.11111111.11110000_2$$
プレフィックス長に換算すると /28 となります。
1. 作成できるサブネット数の計算
元のプレフィックス長 /24 から /28 へ拡張されたため、サブネット部に割り当てられたビット数は $28 – 24 = 4$ ビットです。
作成可能なサブネット数は次式で求められます。
$$\text{サブネット数} = 2^4 = 16$$
2. 最大ホストアドレス数の計算
サブネットマスクの末尾にある 0 のビット数がホスト部となります。ホスト部のビット数は $32 – 28 = 4$ ビットです。
各サブネット内では、すべてが 0 のアドレス（ネットワークアドレス）と、すべてが 1 のアドレス（ブロードキャストアドレス）の2つが予約されているため、端末に割り当て可能なホストアドレス数は全パターンから2を引いたものになります。
$$\text{最大ホストアドレス数} = 2^4 – 2 = 16 – 2 = 14$$
したがって、正解は イ（サブネット数：16、ホストアドレス数：14）となります。
graph TD
A[192.168.10.0/24] --> B["サブネット化 /28"]
B --> C["サブネット部: 4bit -> 16分割"]
B --> D["ホスト部: 4bit -> 16アドレス"]
D --> E["利用可能ホスト: 16 - 2 = 14個"]
【選択肢の吟味】
| 選択肢 | 判定 | 解説 |
|---|---|---|
| ア | × | サブネット数を3ビット分（$2^3=8$）、ホストアドレス数を5ビット分（$2^5-2=30$）と誤って計算しています。 |
| イ | 正解 | サブネット部4ビット（$2^4=16$）、ホスト部4ビット（$2^4-2=14$）の正確な計算結果です。 |
| ウ | × | ホストアドレス数からネットワークアドレスとブロードキャストアドレスの2つを引き忘れています。 |
| エ | × | サブネット部を5ビット（$2^5=32$）として計算した誤りです。 |
【ポイント】
サブネット拡張ビット数を $n$ としたとき、分割可能なサブネット数は $2^n$ 個
ホスト部ビット数を $h$ としたとき、割り当て可能なホスト数は $2^h – 2$ 個
ネットワークアドレス（全ビット0）とブロードキャストアドレス（全ビット1）はホストに割当不可
