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。

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1公式と解法

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

記数法

位取り: 2 進数 2^k、8 進数 8^k、16 進数 16^k
10 進数へ: Σ d_k·b^k
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

ネットワーク 192.168.10.0/24 を、少なくとも 6 個の同じ大きさのサブネットに分けます。借りるビットをできるだけ少なくすると、各サブネットで使えるホスト数 H はいくつですか？

192.168.10.0/246 subnets

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：10.125.21.0/24, 10.125.22.0/24。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？

10.125.21.0/24 … 10.125.22.0/24

p =

3.コンピュータネットワークふつう

Wi-Fi が衝突検出ではなく衝突回避（CSMA/CA）を使うのはなぜですか？

A衝突検出は光ファイバーケーブルでしか機能せず、共有の無線チャネルでは機能しないから
BWi-Fi では 1 つのネットワークに 1 台のデバイスしか許されないから
C無線の端末は送信中に衝突を確実に検出できないから
D無線信号は決して衝突しないから

4.コンピュータネットワークむずかしい

次のうち、グローバル（RFC 1918 のプライベートではない）IPv4 アドレスはどれですか？

A172.31.0.1
B172.32.0.1
C10.255.0.1
D192.168.255.1

5.記数法ふつう

8 ビットの 2 の補数で −78 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 = −788 bit

U =

6.記数法むずかしい

ビットを 0101 1001 OR 1111 0000 の 8 ビットの結果に設定します。結果の値 R は 10 進でいくつですか？

0101 1001OR1111 0000

R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: H = 30

IPv4 サブネット化：アドレスは 32 ビットです。プレフィックス /p は先頭の何ビットがネットワークを表すかを示し、残りの 32 − p ビットでホストを番号付けします。サブネットには 2³²⁻ᵖ 個のアドレスがありますが、最初（ネットワークアドレス）と最後（ブロードキャストアドレス）はホストに割り当てられないため、2³²⁻ᵖ − 2 台のホストが収まります。例外：/31（ポイントツーポイントリンク、RFC 3021）は 2 つのアドレスを両方ともホストに使い、/32 は単一のアドレス（単一ホストまたはループバック）です。

借りるビット数

2³ = 8 ≥ 6 → b = 3, /27

サブネットあたりのホスト数

2⁵ − 2 = 30

答え

H = 30

2.IPv4 サブネット化

答え: p = 22

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

21 = 00010101

22 = 00010110

共通する先頭のビット：6

プレフィックス長

p = 16 + 6 = 22

答え

p = /22

集約経路：10.125.20.0/22 （リストにない 2 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: C · 無線の端末は送信中に衝突を確実に検出できないから

これが答えになる理由

無線の送信機は送信中に他の弱い信号を聞くことができず、互いに隠れている端末もあります。そのため 802.11 はランダムなバックオフ時間を待ち、確認応答を使います。

答え

C · 無線の端末は送信中に衝突を確実に検出できないから

4.コンピュータネットワーク

答え: B · 172.32.0.1

これが答えになる理由

172.16.0.0/12 は 172.16.0.0 から 172.31.255.255 までなので、172.32.0.1 はその範囲外です。他の 3 つはプライベート範囲にあります。

答え

B · 172.32.0.1

5.記数法

答え: U = 178

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

78 = 0100 1110

反転後: 1011 0001

+1 → 1011 0010

符号なしとして読む

1011 0010₂ = 256 − 78 = 178

答え

U = 178

6.記数法

答え: R = 249

ビットごとに

OR は、少なくとも一方のビットが 1 のところで 1 になります。

0101 1001

OR 1111 0000

= 1111 1001

結果の値

1111 1001₂ = 249

答え

R = 249

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