復習問題 2026-10-20

a

昨日「ルータと L3 スイッチは機器の種類、デフォルトゲートウェイは役割の名前」と整理しました。 その機器の種類を並べる軸がこれです。どの層のアドレスを見て転送先を決めるか、それだけで決まります。

覚え方は 「L1 は垂れ流し、L2 は MAC で仕分け、L3 は IP で乗り換え」です。 昨日の第3問につながります。VLAN は L2 の分割なので、分けた VLAN どうしをつなぐには 1つ上の層（L3）の機器が必要——これが L3 スイッチやルータ、各 VLAN から見たデフォルトゲートウェイでした。

b

第1問で「L2 は MAC で仕分け、L3 は IP で乗り換え」と分けました。すると宛先の IP は分かっているのに、 同じ LAN 内では MAC が分からないと1歩も送れないという隙間が生まれます。この隙間を埋めるのが ARP です。

手順は単純で、「この IP の人、MAC 教えてください」と LAN 全体にブロードキャストし、 本人だけがユニキャストで答える。結果は ARP キャッシュに一定時間とっておきます （arp -a で見られます）。

ここが昨日の第1問・第2問と1本につながります。

1. 宛先が同じサブネットなら → その宛先 IP の MAC を ARP で引いて直接送る
2. 宛先が別のサブネットなら → 宛先の MAC は引けない（ARP はブロードキャストなのでサブネットを越えない）。 代わりにデフォルトゲートウェイの MACを ARP で引き、そこへ渡す

つまり IP は最終目的地、MAC は次の1区間。宛先 IP は変わらないまま、MAC だけがルータを越えるたびに書き換わります。 a は DNS、c は DHCP（逆向きの発想。古い RARP が近い）、d は RIP や OSPF などのルーティングプロトコルです。

b

TCP と UDP の違いは「信頼性を取るか、速さと手軽さを取るか」の一点です。

DNS の問合せは「このドメインの IP は？」「これです」の1往復で終わります。 そのために3ウェイハンドシェイクで3パケット使ってから本題に入るのでは、手間が本体を上回ります。 届かなければアプリ側がもう一度聞けばよいので、UDP のほうが合理的です。

DHCP はさらに事情があり、そもそも自分の IP アドレスをまだ持っていない状態で ブロードキャストして探す（昨日の第2問・DORA）ので、1対1の接続を前提とする TCP では成り立ちません。

なお DNS もゾーン転送や応答が大きいときは TCP を使います。 そして「DNS が UDP で動くからレスポンスの偽装が成立しうる」——これが 08-23 に書いた DNS キャッシュポイズニングの土台でした。 対策が送信元ポートのランダム化と DNSSEC だった理由も、ここから follow できます。 a は TCP の性質、c は誤り（UDP に暗号化機能はない）、d も誤り（ブロードキャストを使えるのはUDP のほうです）。

b

昨日の第1問は「別のサブネットならデフォルトゲートウェイへ丸投げする」でした。 その「同じかどうか」をどう判定しているかが、この問題です。 08-25 に「サブネットの意味を理解した」と書いたので、今日はそれを1回だけ使います。

マスクの末尾 192 = 11000000。上位2ビットがネットワーク部なので、 第4オクテットは 64 ごとに区切られます。

自分は .20 なので1つ目（.0〜.63）の住人です。したがって同じブロックにいるのは b の .60 だけ。a の .70 は2つ目、d の .200 は4つ目のブロックで、 同じ 192.168.10.x に見えても別ネットワークです。c は第3オクテットが違うので当然別です。

a と d が引っかけで、ここが 「見た目が近いことと、同じサブネットであることは無関係」という要点です。 PC は毎回この 64 の割り算を内部でやって、直接送るかゲートウェイに渡すかを決めています。 昨日の4問と今日の4問は、結局この1つの判断を取り囲んでいた、という話です。

（補足：1ブロック 64 個のうち、先頭はネットワークアドレス、末尾はブロードキャストアドレスなので、 ホストに使えるのは 62 個です。）