IPv4 サブネット化
- サブネットあたりのホスト数
- 2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
- ブロックサイズ
- 256 − (mask octet)
- ネットワークアドレス
- IP AND マスク
- ブロードキャストアドレス
- IP OR (NOT マスク)：ホスト部のビットをすべて 1 にする
- n ビット借りたときのサブネット数
- 2n
コンピュータネットワーク：直前対策パック
公式集、全トピックの解法の要点、6 問の演習問題。完全な解答は巻末にあります。
1公式と解法
記数法
- 位取り
- 2 進数 2k、8 進数 8k、16 進数 16k
- 10 進数へ
- Σ dk·bk
- 10 進数から
- 基数で割り、余りを下から上へ読む
- 16 進数 ↔ 2 進数
- 16 進数 1 桁 = 4 ビット
- 2 の補数
- ビットを反転して 1 を足す
2演習問題
1.IPv4 サブネット化ふつう
あるサブネットはマスク 255.255.255.248 を使っています。使えるホストアドレスはいくつ H ありますか？
255.255.255.248
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるルータは次のネットワークへの経路をもっています：10.254.159.0/24, 10.254.160.0/24, 10.254.161.0/24, 10.254.162.0/24, 10.254.163.0/24, 10.254.164.0/24。それらすべてをカバーする 1 つの集約経路の最長のプレフィックス長 p はいくつですか？
10.254.159.0/24 … 10.254.164.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう
NAT（ネットワークアドレス変換）の主な用途は何ですか？
- A2 つの拠点間のトラフィックを暗号化すること
- Bプライベートアドレスを持つ多数のデバイスで 1 つのグローバル IP アドレスを共有すること
- Cローカルネットワーク上のデバイスのために、ドメイン名を IP アドレスに変換すること
- Dネットワークケーブルの速度を上げること
4.コンピュータネットワークむずかしい
スライディングウィンドウプロトコルで 1 つのフレームが失われたとき、Go-Back-N と Selective Repeat はどう違いますか？
- AGo-Back-N は失われたフレームだけを再送し、Selective Repeat はそのフレームとそれ以降のすべてを再送する
- BGo-Back-N は失われたフレームとそれ以降のすべてを再送し、Selective Repeat は失われたものだけを再送する
- Cどちらも失われたフレームを決して再送しない
- Dどちらもウィンドウ全体を最初から再送する
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −21 を格納するようにビットを設定します。符号なしの数として読むと、このパターンの値 U はいくつですか？
N = −218 bit
U =
6.記数法むずかしい
12 ビットの 2 の補数で表せる最小（最も負の）整数 N はいくつですか？
12 bit
N =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 6
IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).
プレフィックス長
255.255.255.248 = /29
使えるホスト数
23 − 2 = 6
答え
H = 6
2.IPv4 サブネット化
答え: p = 18
経路集約：集約経路 a.b.c.0/p は、最初の p ビットが一致するすべてのネットワークをカバーします。最初と最後のネットワークの異なるオクテットを 2 進数で書きます。共通する先頭のビット数に、それより前のオクテットのビット数を加えたものが最長の集約プレフィックスです。
ビットを比べる
159 = 10011111
164 = 10100100
共通する先頭のビット：2
プレフィックス長
p = 16 + 2 = 18
答え
p = /18
集約経路：10.254.128.0/18 （リストにない 58 個のネットワークもカバーします）。
3.コンピュータネットワーク
答え: B · プライベートアドレスを持つ多数のデバイスで 1 つのグローバル IP アドレスを共有すること
これが答えになる理由
NAT はアドレス（およびポート）を書き換え、プライベートネットワークが少数のグローバルアドレスを通じてインターネットにアクセスできるようにします。
答え
B · プライベートアドレスを持つ多数のデバイスで 1 つのグローバル IP アドレスを共有すること
4.コンピュータネットワーク
答え: B · Go-Back-N は失われたフレームとそれ以降のすべてを再送し、Selective Repeat は失われたものだけを再送する
これが答えになる理由
Go-Back-N の受信側は順序の乱れたフレームを破棄するため、送信側は損失以降のすべてを繰り返さなければなりません。Selective Repeat はそれらをバッファーに保持し、欠けたものだけを要求します。
答え
B · Go-Back-N は失われたフレームとそれ以降のすべてを再送し、Selective Repeat は失われたものだけを再送する
5.記数法
答え: U = 235
ビットの設定：各ビットは 2 のべき乗（128、64、…、1）の値をもちます。16 進の 1 桁はちょうど 4 ビットで、8 ビットの 2 の補数では、いちばん左のビットの値は −128 です。ビット演算は、各ビット位置を別々に扱います。
反転して 1 を足す
21 = 0001 0101
反転後: 1110 1010
+1 → 1110 1011
符号なしとして読む
1110 1011₂ = 256 − 21 = 235
答え
U = 235
6.記数法
答え: N = −2048
位取り記数法：各桁の値は、その数字に基数のべき乗を掛けたものです。2 進数では各桁の重みが 1、2、4、8、16、…、16 進数では 1、16、256、… で、A–F は 10–15 を表します。8 ビットの 2 の補数では、最上位ビットの重みが +128 ではなく −128 になり、こうして負の数を表します。
最も負の値
−211 = −2048
答え
N = −2048
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