Question #14

This question tests your understanding of subnetting, specifically how to identify a `/30` subnet and find usable IP addresses within it. This is a crucial skill for network engineers, especially when configuring point-to-point links between routers. Let's break down the concepts involved and then analyze each option. --- ### **Key Concepts for Beginners:** 1. **IP Address (Internet Protocol Address):** A unique numerical label assigned to each device connected to a computer network that uses the Internet Protocol for communication. It allows devices to locate and communicate with each other. A common format is IPv4, which consists of four numbers (octets) separated by dots, like `192.168.1.1`. 2. **Subnet (Subnetwork):** A logical subdivision of an IP network. Subnetting allows you to divide a large network into smaller, more manageable segments. This improves efficiency, security, and helps conserve IP addresses. 3. **Subnet Mask:** A 32-bit number that helps a device determine which part of an IP address identifies the network and which part identifies the specific device (host) on that network. It's often written in a dotted decimal format (e.g., `255.255.255.0`). The '1's in the subnet mask represent the network portion, and the '0's represent the host portion. 4. **CIDR Notation (Classless Inter-Domain Routing):** A compact way to represent an IP address and its associated subnet mask. It's written as `/number`, where `number` indicates how many bits in the IP address are part of the network portion. For example, `/24` means the first 24 bits are for the network, and the remaining 8 bits are for hosts. 5. **Usable IP Address:** An IP address that can be assigned to an actual device (like a computer, server, or a router's interface). * Every subnet has a **Network Address** (the first IP in the range) which identifies the subnet itself and cannot be assigned to a host. * Every subnet has a **Broadcast Address** (the last IP in the range) which is used to send data to all devices on that subnet and also cannot be assigned to a host. * The addresses *between* the network and broadcast addresses are the **usable host IP addresses**. 6. **Router Interface:** A physical port on a router where a network cable connects. Each interface on a router that connects to a different network segment typically needs its own unique IP address within that segment. --- ### **Understanding a `/30` Subnet:** The question specifically asks for a `/30` subnet. Let's decode what that means: * **`/30`**: This means the first 30 bits of the 32-bit IP address are used for the **network portion**. * **Host Bits**: `32 (total bits) - 30 (network bits) = 2 host bits`. * **Total Addresses in the Subnet**: With 2 host bits, you can have `2^2 = 4` total IP addresses in that subnet. * **Usable IP Addresses**: Remember, we must subtract the network address and the broadcast address. So, `4 (total) - 2 (network/broadcast) = 2 usable IP addresses`. * **Why is this important for two routers?** A point-to-point link between two routers (meaning just two devices on that specific network segment) only requires two IP addresses – one for each router's interface. A `/30` subnet is perfect for this as it provides exactly two usable IPs, thus conserving IP addresses. * **Subnet Mask for `/30`**: To find the subnet mask, we turn on the first 30 bits and turn off the last 2 bits: * `11111111.11111111.11111111.11111100` * Converting to decimal: `255.255.255.252` --- ### **Analyzing the Options:** We are looking for an option that uses a `255.255.255.252` subnet mask and has an IP address that is **usable** (i.e., not the network address or the broadcast address) within that specific `/30` subnet. Let's use an example to illustrate how addresses work in a `/30` subnet. Since the last octet has only 2 host bits, the possible values for the host portion (00, 01, 10, 11) mean the last octet of IP addresses in a `/30` subnet will always increment by multiples of 4: * `X.X.X.0` (Network Address) * `X.X.X.1` (First Usable Host) * `X.X.X.2` (Second Usable Host) * `X.X.X.3` (Broadcast Address) Then the next subnet would be `X.X.X.4` (Network Address), `X.X.X.5` (Usable), `X.X.X.6` (Usable), `X.X.X.7` (Broadcast), and so on. --- **Option 1: `ip address 10.2.1.3 255.255.255.252`** * **Subnet Mask:** `255.255.255.252`. This is indeed a `/30` subnet mask. This part matches the criteria. * **IP Address:** `10.2.1.3`. Let's determine if this is a usable IP for a `/30` subnet. * Considering the last octet and the `/30` mask, the subnets increment by 4. * The subnet containing `10.2.1.3` would start at `10.2.1.0`. * The address range for this subnet is: * `10.2.1.0` (Network Address) * `10.2.1.1` (First Usable Host) * `10.2.1.2` (Second Usable Host) * `10.2.1.3` (Broadcast Address) * Since `10.2.1.3` is the **broadcast address** for this subnet, it is **not a usable IP address**. * **Conclusion:** Incorrect. **Option 2: `ip address 192.168.1.1 255.255.255.248`** * **Subnet Mask:** `255.255.255.248`. Let's convert `248` to binary: `11111000`. This means 5 bits in the last octet are network bits. * Total network bits: `24 (first three octets) + 5 (last octet) = 29`. This is a `/29` subnet. * A `/29` subnet has `32 - 29 = 3` host bits, which means `2^3 = 8` total addresses, and `8 - 2 = 6` usable addresses. * **Problem:** The question requires a `/30` subnet (2 usable addresses), but this option provides a `/29` subnet (6 usable addresses). * **Conclusion:** Incorrect. **Option 3: `ip address 172.16.1.4 255.255.255.248`** * **Subnet Mask:** `255.255.255.248`. As determined in Option 2, this is a `/29` subnet mask, not a `/30`. * **Problem:** The subnet mask does not meet the `/30` criteria. * **Conclusion:** Incorrect. **Option 4: `ip address 209.165.201.2 255.255.255.252`** * **Subnet Mask:** `255.255.255.252`. This is a `/30` subnet mask. This matches the criteria. * **IP Address:** `209.165.201.2`. Let's determine if this is a usable IP for a `/30` subnet. * Considering the last octet and the `/30` mask, the subnets increment by 4. * The subnet containing `209.165.201.2` would start at `209.165.201.0`. * The address range for this subnet is: * `209.165.201.0` (Network Address) * `209.165.201.1` (First Usable Host) * `209.165.201.2` (Second Usable Host) * `209.165.201.3` (Broadcast Address) * Since `209.165.201.2` falls within the range of usable host IPs (it's the second usable IP), it is a **usable IP address**. * **Conclusion:** Correct. --- ### **Final Answer Explanation:** The question asks for a `/30` subnet between two routers. This means we need a subnet mask that indicates 30 network bits (`255.255.255.252`) and an IP address that is not the network address or the broadcast address for that specific subnet. Option 4, `ip address 209.165.201.2 255.255.255.252`, correctly identifies a `/30` subnet mask (`255.255.255.252`). Within the subnet `209.165.201.0/30`, the addresses are: * `209.165.201.0` (Network Address) * `209.165.201.1` (Usable Host IP) * `209.165.201.2` (Usable Host IP) * `209.165.201.3` (Broadcast Address) Since `209.165.201.2` is a usable host IP address within this `/30` subnet, this option meets all the criteria.

CCNA試験対策として、この問題の核心である**/30サブネット（プレフィックス長30）**の計算方法と、実務におけるネットワーク設計の考え方を詳しく解説します。 --- # CCNA試験対策：/30サブネットの構成とIPアドレス計算 ## 1. /30 サブネットの基本概念 `/30` サブネットは、主に**2台のルータ間を接続するポイントツーポイント（Point-to-Point）リンク**で使用されます。ホストに割り当て可能なIPアドレスがちょうど「2つ」になるため、IPアドレスの浪費を防ぐ効率的な設計として標準的に用いられます。 ### サブネットマスクの変換 * **CIDR表記**: `/30` * **バイナリ表記**: `11111111.11111111.11111111.11111100` * **ドット付き十進表記**: `255.255.255.252` --- ## 2. アドレス空間の内訳 /30では、ホスト部は2ビット（32 - 30 = 2）です。 全アドレス数は $2^2 = 4$ 個となりますが、実際にデバイス（ルータのインターフェース）に設定できる**使用可能な（Usable）IPアドレス**は、以下のルールにより **2個** に限定されます。 1. **ネットワークアドレス**: ホストビットがすべて「0」のアドレス（使用不可） 2. **使用可能なIPアドレス 1**: ルータA用 3. **使用可能なIPアドレス 2**: ルータB用 4. **ブロードキャストアドレス**: ホストビットがすべて「1」のアドレス（使用不可） --- ## 3. 具体的な計算例 試験でよく出題されるパターンを例に、正しい組み合わせを見分ける方法を解説します。 ### 例：`192.168.1.4/30` の場合 この場合、ブロックサイズは「4」になります（256 - 252 = 4）。したがって、ネットワークは 0, 4, 8, 12... と 4刻みで区切られます。 * **ネットワークID**: `192.168.1.4` * **使用可能な1つ目のIP**: `192.168.1.5` （設定可能） * **使用可能な2つ目のIP**: `192.168.1.6` （設定可能） * **ブロードキャストアドレス**: `192.168.1.7` ### 判別ポイント 試験の選択肢から正解を選ぶ際は、以下の2点を確認してください。 1. **サブネットマスクが `255.255.255.252` であること。** 2. **IPアドレスの第4オクテットが「4の倍数（ネットワークID）」でも「4の倍数-1（ブロードキャスト）」でもないこと。** --- ## 4. よくある「誤り」のパターン（試験での罠） * **`10.1.1.3 255.255.255.252`** * **不可**: 第4オクテットの「3」は、ネットワーク `10.1.1.0/30` のブロードキャストアドレスです。 * **`10.1.1.4 255.255.255.252`** * **不可**: 第4オクテットの「4」は、ネットワークIDそのものです。 * **`10.1.1.5 255.255.255.248`** * **不可**: サブネットマスクが `/29` になっており、要件を満たしません。 --- ## 5. エンジニアとしてのまとめ 設問に対する「正解の組み合わせ」は、具体的に提示された選択肢によりますが、論理的な正解は以下の条件を満たすものです。 | 項目 | 条件 | | :--- | :--- | | **サブネットマスク** | **255.255.255.252** | | **IPアドレス** | **第4オクテットを4で割った余りが「1」または「2」のもの** | ### 実務でのTips 最近のCiscoルータ（IOS 12.2(8)T以降）では、さらに効率化するために `/31` (255.255.255.254) を使用することも可能ですが、**CCNA試験においては「ルータ間接続 ＝ /30」が依然として基本的な正解**となります。 この計算ロジックをマスターすることは、ICND1/CCNA合格への第一歩です。ブロックサイズ「4」を意識して、瞬時に計算できるように練習しておきましょう。

這是一題經典的 CCNA 基礎網路概念題，考查考生對於 **CIDR (無類別域間路由)**、**子網路遮罩計算**以及**可用主機位址（Usable IP）**的理解。 身為 Cisco 網路工程師，針對這題「在兩台路由器之間配置 /30 子網路」的分析如下： --- ### 1. 核心技術分析：什麼是 /30 子網路？ 在點對點（Point-to-Point）的路由器連接中，為了節省 IP 位址空間，工程師通常會使用 `/30` 遮罩。 * **CIDR 表示法**：`/30` * **二進位遮罩**：`11111111.11111111.11111111.11111100` * **十進位遮罩 (Subnet Mask)**：`255.255.255.252` #### 計算過程： 1. **總位址數**：主機位元佔 2 位（$32 - 30 = 2$），因此總位址數為 $2^2 = 4$ 個。 2. **可用位址數**：必須扣除「網路位址 (Network ID)」與「廣播位址 (Broadcast Address)」，公式為 $2^{(32-n)} - 2$。 * $4 - 2 = 2$ 個可用 IP。 3. **間隔（Magic Number）**：$256 - 252 = 4$。這代表子網路是以 4 為跳數（例如：.0, .4, .8, .12...）。 --- ### 2. 如何判斷正確答案？ 要符合題目要求的「可用 IP」與「子網路遮罩」組合，必須滿足以下兩個條件： #### 條件 A：子網路遮罩必須是 `255.255.255.252` 如果選項中的遮罩不是 `.252`（例如是 .248 或 .240），則直接排除。 #### 條件 B：IP 位址不能是「網路位址」或「廣播位址」 在 /30 的架構中，IP 位址必須是 **4 的倍數 + 1** 或 **4 的倍數 + 2**。 **範例判斷表（以 192.168.1.0/30 為例）：** | 類型 | IP 位址 | 判斷方式 | 是否可用 | | :--- | :--- | :--- | :--- | | **網路位址** | 192.168.1.0 | 4 的倍數 | ❌ 不可用 | | **可用 IP 1** | 192.168.1.1 | 4 的倍數 + 1 | ✅ **可用** | | **可用 IP 2** | 192.168.1.2 | 4 的倍數 + 2 | ✅ **可用** | | **廣播位址** | 192.168.1.3 | 4 的倍數 + 3 | ❌ 不可用 | --- ### 3. 實戰範例解析 假設考題提供的選項如下（常見考題型式）： * (A) 10.1.1.3 / 255.255.255.252 * (B) 10.1.1.4 / 255.255.255.252 * (C) 10.1.1.10 / 255.255.255.252 * (D) 10.1.1.12 / 255.255.255.248 **工程師的解題思路：** 1. **排除 (D)**：遮罩為 .248，這是 /29，不符題目要求。 2. **排除 (B)**：10.1.1.4 是 4 的倍數，它是該段的**網路位址 (Network ID)**，無法分配給介面使用。 3. **排除 (A)**：10.1.1.3 是 4 的倍數減 1（即 0, 1, 2, **3**），它是該段的**廣播位址 (Broadcast)**。 4. **選出 (C)**： * 最近的網路位址是 10.1.1.8 (4的倍數)。 * 該段範圍是 10.1.1.8 ~ 10.1.1.11。 * 可用 IP 為 10.1.1.9 與 **10.1.1.10**。 * **結論：(C) 是正確組合。** --- ### 4. 總結與考點提醒 在 Cisco 考試或實際現網配置中，請牢記： * **/30 永遠只有 2 個可用 IP**。 * **遮罩必為 255.255.255.252**。 * **快速檢查法**：將 IP 最後一碼除以 4，餘數必須是 **1** 或 **2** 才是可用位址。 > **專業補充**：雖然現代 Cisco 設備支援 `ip subnet-zero` 且在特定情況下可以使用 `/31` (RFC 3021) 來節省更多位址，但在 CCNA 標準考題中，**/30 搭配 .252** 依然是點對點連接的標準答案。

作为一名资深网络工程师，针对这道经典的 CCNA 考题，我将从 **/30 子网掩码的原理、计算逻辑以及在点对点链路中的实际应用**三个维度为你进行深度解析。 --- ### 1. 核心考点：/30 子网掩码的特性 在 IPv4 地址规划中，`/30` 掩码是点对点（Point-to-Point）链路的标准选择，因为它能最大限度地节省 IP 地址资源。 * **子网掩码（Subnet Mask）：** * CIDR 表示法：`/30` * 点分十进制表示法：`255.255.255.252` * 二进制表示：`11111111.11111111.11111111.11111100` * **地址空间计算：** * **主机位（Host Bits）：** $32 - 30 = 2$ 位。 * **总地址数：** $2^2 = 4$ 个。 * **可用主机数（Usable IPs）：** $2^2 - 2 = 2$ 个（减去网络地址和广播地址）。 * **增量（Block Size / Magic Number）：** $256 - 252 = 4$。 --- ### 2. 逻辑推演：如何判断合法的 IP 组合？ 要确定一个“可用 IP 地址与掩码组合”是否正确，必须满足以下两个条件： 1. **掩码必须是 `255.255.255.252`。** 2. **IP 地址不能是该子网的“网络地址”或“广播地址”。** #### 判定公式： 假设 IP 地址的最后一段为 $X$，子网增量为 $4$： * 如果 $X \mod 4 = 0$，则该地址是**网络地址**（不可分配给接口）。 * 如果 $X \mod 4 = 3$，则该地址是**广播地址**（不可分配给接口）。 * 如果 $X \mod 4 = 1$ 或 $2$，则该地址是**可用主机地址**。 --- ### 3. 典型案例分析 假设题目给出的选项如下（模拟常见 CCNA 题型）： | 选项 | IP 地址 | 子网掩码 | 判定结果 | 解析 | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | A | 10.1.1.4 | 255.255.255.252 | **错误** | $4 \div 4$ 余 $0$，这是该段的**网络地址**。 | | B | 10.1.1.7 | 255.255.255.252 | **错误** | $7 \div 4$ 余 $3$，这是该段的**广播地址**。 | | C | 10.1.1.2 | 255.255.255.252 | **正确** | $2 \div 4$ 余 $2$，属于该段可用地址（范围 .1 - .2）。 | | D | 10.1.1.5 | 255.255.255.248 | **错误** | 掩码为 /29，不符合题目 /30 的要求。 | --- ### 4. 工程师的专业视角：为什么是 /30？ 在路由器互联（Router-to-Router）的场景中，两台路由器之间只需要两个 IP 地址（对端各一个）。 * 如果使用 `/24` 掩码，会浪费 252 个地址。 * 如果使用 `/30` 掩码，正好提供 2 个可用地址，既满足互通，又避免了广播域过大和地址浪费。 > **进阶知识点：** 虽然现代网络协议（如 OSPF）支持在点对点链路上使用 `/31` 掩码（RFC 3021），但在 CCNA 考试和传统配置中，`/30` 依然是考察子网划分逻辑的最标准答案。 --- ### 5. 总结 当你面对此类考题时，请快速执行以下口诀： 1. **看掩码：** 必须是 `255.255.255.252`。 2. **找倍数：** 观察 IP 末位，找到 4 的倍数（如 0, 4, 8, 12...）。 3. **避两端：** 排除 4 的倍数（网络号）和 4 的倍数减 1（广播号）。 4. **选中间：** 剩下的就是 **可用 IP**。 **正确答案示例：** `192.168.1.13 255.255.255.252` (网络号是 .12，可用是 .13 和 .14，广播是 .15)。