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
ネットワーク 10.192.236.0/24 を、プレフィックス /29 の等しいサブネットに分割します。サブネットはいくつ N ありますか？
10.192.236.0/24/29
N =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.242.46/26 です。そのサブネットで最後に使えるホストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
10.20.242.46/26
x =
3.コンピュータネットワークふつう
ライブのビデオ通話で UDP がよく選ばれるのはなぜですか？
- AUDP はすべてのパケットの到着を保証するので、映像が止まることはないから
- Bすべての動画で UDP が必須だから
- C失われたパケットをすべて再送するよりも、遅延が小さいことのほうが重要だから
- DUDP はデータを自動的に暗号化するから
4.コンピュータネットワークむずかしい
ある TCP コネクションのウィンドウは 64 KB、往復時間は 100 ms で、ウィンドウスケーリングはありません。最大スループットはおよそいくつですか？
- A約 0.5 Mbit/s
- B約 5 Mbit/s
- C約 640 Mbit/s
- D約 50 Mbit/s
5.記数法ふつう
−18 を 8 ビットの 2 の補数パターンで表しなさい。そのパターンを符号なし 2 進数として読むと、10 進数での値 U はいくつですか？
N = −188 bit
U =
6.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 1920 × 1080 ピクセル、1 ピクセルあたり 32 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB（1 KiB = 1024 バイト）ですか？
1920 × 1080 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: N = 32
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。
借りたビット
29 − 24 = 5
サブネット数
N = 25 = 32
答え
N = 32
各 /29 サブネットには 23 − 2 = 6 個の使えるホストがあります。
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 62
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。
ブロックサイズ
26 = 64
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊46/64⌋·64 = 0
ブロードキャスト: 0 + 64 − 1 = 63
使えるホスト: 1 … 62
答え
x = 62
3.コンピュータネットワーク
答え: C · 失われたパケットをすべて再送するよりも、遅延が小さいことのほうが重要だから
これが答えになる理由
失われたパケットを再送すると遅延が増えます。リアルタイムメディアはある程度の損失を許容できるため、RTP のような UDP ベースのプロトコルが使われます。
答え
C · 失われたパケットをすべて再送するよりも、遅延が小さいことのほうが重要だから
4.コンピュータネットワーク
答え: B · 約 5 Mbit/s
これが答えになる理由
スループット ≤ ウィンドウ / RTT = 65,536 × 8 ビット / 0.1 s ≈ 5.2 Mbit/s です。リンクがどれほど速くても変わりません。
答え
B · 約 5 Mbit/s
5.記数法
答え: U = 238
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。
反転して 1 を足す
18 = 0001 0010
反転後: 1110 1101
+1 → 1110 1110
符号なしとして読む
1110 1110₂ = 256 − 18 = 238
答え
U = 238
6.記数法
答え: M = 8100 KiB
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。
ビットとバイト
1920·1080·32 = 66355200 bit = 8294400 B
KiB に換算する
8294400/1024 = 8100 KiB
答え
M = 8100 KiB
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