第5章：問題解法パターン
はじめに
本章では、NetPracticeの各レベルを解くためのパターンと戦略を学びます。
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1. 問題解決の基本アプローチ
1.1 4ステップ法
Step 1: トポロジーの理解
- どのデバイスがどのように接続されているか
- ルーターの数と位置
- 必要なサブネットの数
Step 2: サブネット設計
- 各セグメントに異なるネットワークを割り当て
- 重複しないIPアドレス範囲
Step 3: IPアドレス割り当て
- 各デバイスに適切なIP
- ルーターインターフェースから始める
Step 4: ルーティング設定
- ゲートウェイの設定
- ルーティングテーブルのエントリ
1.2 チェックポイント
□ 全てのIPアドレスが有効（ネットワーク/ブロードキャストでない）
□ 同一セグメント内でIPが重複していない
□ 同一セグメント内でサブネットマスクが一致
□ ゲートウェイが同一サブネット内にある
□ 全ての必要な経路が設定されている
□ 戻り経路も設定されている
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2. レベル別解法
2.1 Level 1-2: 基本的なホスト接続
構成:
[Client] -------- [Another Device]
解法:
1. 両方のデバイスを同じサブネットに
2. IPアドレスが重複しないように
3. サブネットマスクを一致させる
例:
Client: 192.168.1.1/24
Device: 192.168.1.2/24
注意:
- ネットワークアドレス（.0）は使わない
- ブロードキャスト（.255）は使わない
2.2 Level 3-4: スイッチを含むネットワーク
構成:
[A] ----+
|
[Switch]
|
[B] ----+
|
[C] ----+
解法:
スイッチはL2デバイスなので、IPには影響なし
全てのデバイスを同じサブネットに配置
例:
A: 10.0.0.1/24
B: 10.0.0.2/24
C: 10.0.0.3/24
スイッチ自体にはIP設定不要（通常）
2.3 Level 5-6: ルーター経由の通信
構成:
[Client A] ---- [Router] ---- [Client B]
/ \
Interface1 Interface2
解法:
1. Client AとRouter I1を同じサブネットに
2. Client BとRouter I2を別のサブネットに
3. 各クライアントにゲートウェイを設定
例:
Client A: 192.168.1.1/24
Router I1: 192.168.1.254/24
Router I2: 10.0.0.254/24
Client B: 10.0.0.1/24
Client Aのゲートウェイ: 192.168.1.254
Client Bのゲートウェイ: 10.0.0.254
2.4 Level 7-8: ルーティングテーブル設定
構成:
[A] ---- [R1] ---- [R2] ---- [B]
セグメント割り当て:
A - R1: 192.168.1.0/24
R1 - R2: 10.0.0.0/30 (point-to-point)
R2 - B: 172.16.0.0/24
アドレス割り当て:
A: 192.168.1.1/24, GW: 192.168.1.254
R1-I1: 192.168.1.254/24
R1-I2: 10.0.0.1/30
R2-I1: 10.0.0.2/30
R2-I2: 172.16.0.254/24
B: 172.16.0.1/24, GW: 172.16.0.254
ルーティング:
R1: 172.16.0.0/24 via 10.0.0.2
R2: 192.168.1.0/24 via 10.0.0.1
2.5 Level 9-10: インターネット接続
構成:
[Client] ---- [Router] ---- [Internet]
|
[Server]
解法:
1. 内部ネットワークにプライベートIPを使用
2. ルーターにデフォルトルートを設定
3. インターネットへの経路はデフォルトルート
例:
Client: 192.168.1.10/24, GW: 192.168.1.1
Server: 192.168.1.20/24, GW: 192.168.1.1
Router-LAN: 192.168.1.1/24
Router-WAN: パブリックIP
Router ルーティング:
0.0.0.0/0 via ISP_Gateway (デフォルトルート)
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3. よくあるトポロジーパターン
3.1 スター型
[R]
/ | \
/ | \
[A] [B] [C]
解法:
- 全てのクライアントを同じサブネットに
- または各クライアントを別サブネットに（ルーター複数インターフェース）
- ルーターが中心点
3.2 リニア型
[A] ---- [R1] ---- [R2] ---- [B]
解法:
- 3つのセグメント
- 各ルーターに2つのインターフェース
- R1とR2間はpoint-to-point (/30)
3.3 ツリー型
[Internet]
|
[R1]
/ \
[R2] [R3]
/ \
[A] [B]
解法:
- 階層的なサブネット割り当て
- デフォルトルートで上位へ
- スタティックルートで下位へ
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4. サブネット選択のコツ
4.1 Point-to-Point接続
ルーター間の接続には /30 を使用:
- 2ホストのみ必要
- IPアドレス節約
例:
10.0.0.0/30
Network: 10.0.0.0
Host 1: 10.0.0.1
Host 2: 10.0.0.2
Broadcast: 10.0.0.3
4.2 LAN接続
クライアントが多いLANには適切なサイズを:
- 2-6台: /29 (6 hosts)
- 7-14台: /28 (14 hosts)
- 15-30台: /27 (30 hosts)
- 31-62台: /26 (62 hosts)
- 63-126台: /25 (126 hosts)
- 127-254台: /24 (254 hosts)
4.3 アドレス空間の管理
異なるサブネットは重複しないように:
OK:
192.168.1.0/24
192.168.2.0/24
192.168.3.0/24
NG (重複):
192.168.1.0/24
192.168.1.0/25 ← 部分的に重複
計画的なアドレス割り当て:
10.0.1.0/24 - Network A
10.0.2.0/24 - Network B
10.0.3.0/24 - Network C
10.0.255.0/30 - Point-to-Point links
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5. エラー防止チェックリスト
5.1 IPアドレス関連
□ IPアドレスが範囲内 (0-255)
□ ネットワークアドレスを使っていない
□ ブロードキャストアドレスを使っていない
□ 127.x.x.xを使っていない (loopback)
□ 0.0.0.0を使っていない
□ 同一セグメントでIPが重複していない
5.2 サブネット関連
□ 同一セグメントでマスクが一致
□ サブネットが重複していない
□ ホスト数が足りている
5.3 ルーティング関連
□ ゲートウェイが同一サブネット内
□ 宛先への経路がある
□ 戻り経路もある
□ デフォルトルートが必要な場合は設定
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6. 素早く解くためのTips
6.1 よく使うアドレス
ゲートウェイ用:
x.x.x.1 (ネットワーク先頭)
x.x.x.254 (ネットワーク末尾)
クライアント用:
x.x.x.10, x.x.x.20, x.x.x.30, ...
Point-to-Point:
x.x.x.1 と x.x.x.2
6.2 暗記すべきサブネット
/24 = 255.255.255.0 (254 hosts)
/25 = 255.255.255.128 (126 hosts)
/26 = 255.255.255.192 (62 hosts)
/27 = 255.255.255.224 (30 hosts)
/28 = 255.255.255.240 (14 hosts)
/29 = 255.255.255.248 (6 hosts)
/30 = 255.255.255.252 (2 hosts)
6.3 デバッグの順序
1. 最も単純な接続から確認
- 直接接続されたデバイス間の通信
2. 次にルーター経由の接続
- ゲートウェイの設定
3. 最後に複雑な経路
- 複数ルーターを経由する経路
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7. 実践問題
問題1: 基本ネットワーク
構成:
[Client A] ---- [Switch] ---- [Client B]
|
[Client C]
Client A: 固定IP未設定
Client B: 192.168.10.50/24
Client C: 固定IP未設定
全てのクライアントが通信できるようにせよ。
解答
Client B: 192.168.10.50/24 (固定)
Client A: 192.168.10.1/24
Client C: 192.168.10.2/24
または任意の.1-.254で重複しないIP
サブネットマスクは全て/24
問題2: ルーター設定
構成:
[A: 10.10.10.5/24] ---- [Router] ---- [B: ???]
Router Interface 1: 10.10.10.1/24
Router Interface 2: 固定IP未設定
AとBが通信できるようにせよ。
Bのネットワークは172.20.0.0/24を使用。
解答
A: 10.10.10.5/24
A Gateway: 10.10.10.1
Router I1: 10.10.10.1/24
Router I2: 172.20.0.1/24 (または .254)
B: 172.20.0.5/24 (または任意の有効なIP)
B Gateway: 172.20.0.1
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まとめ
本章で学んだこと：
- 問題解決アプローチ: 4ステップ法
- レベル別解法: 各レベルの典型的なパターン
- トポロジーパターン: スター型、リニア型、ツリー型
- エラー防止: チェックリストの活用
次章では、トラブルシューティングとデバッグを学びます。