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 3 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？

192.168.10.0/243 subnets

H =

2.IPv4 サブネット化むずかしい

ネットワーク 192.168.152.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 22 ホスト, B: 7 ホスト, C: 42 ホスト, D: 47 ホスト。サブネットは .0 から順に、ホスト数が最も多い LAN から、収まる最小のサブネットで割り当てます。LAN C のネットワークアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？

A: 22B: 7C: 42D: 47

x =

3.コンピュータネットワークふつう

インターネット上で TCP コネクションの一方の端を一意に識別するものは何ですか？

AMAC アドレスだけ
Bドメイン名だけ
Cサブネットマスクとゲートウェイ
DIP アドレスとポート番号の組

4.コンピュータネットワークむずかしい

ナイキストの公式によれば、4 つの信号レベルを使う雑音のない 3 kHz のチャネルの最大ビットレートはいくつですか？

A3 kbit/s
B12 kbit/s
C24 kbit/s
D6 kbit/s

5.記数法ふつう

8 ビットの 2 の補数で −71 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 = −718 bit

U =

6.記数法むずかしい

ビットを 1110 1110 >> 1 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？

1110 1110>> 1

R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: H = 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。

借りるビット数

2² = 4 ≥ 3 → b = 2, /26

サブネットあたりのホスト数

2⁶ − 2 = 62

答え

H = 62

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 64

VLSM：各 LAN には 2ʰ − 2 ≥ ホスト数となる最小のサブネット、つまりプレフィックス 32 − h を割り当てます。大きいサブネットから割り当てると、各ブロックは自身のサイズの倍数にそろうので、ネットワークアドレスはブロックサイズを足し合わせて求まります。

LAN ごとのブロックサイズ

D: 47 ホスト → 2⁶ = 64 (/26)

C: 42 ホスト → 2⁶ = 64 (/26)

A: 22 ホスト → 2⁵ = 32 (/27)

B: 7 ホスト → 2⁴ = 16 (/28)

割り当て（大きい順）

D: .0 – .63

C: .64 – .127

A: .128 – .159

B: .160 – .175

答え

x = 64

LAN C：192.168.152.64/26。

3.コンピュータネットワーク

答え: D · IP アドレスとポート番号の組

これが答えになる理由

TCP コネクションは、送信元の IP とポート、宛先の IP とポートで識別されます。ポートは 1 台のホスト上の多数のアプリケーションを区別します。

答え

D · IP アドレスとポート番号の組

4.コンピュータネットワーク

答え: B · 12 kbit/s

これが答えになる理由

2 × 3000 × log₂ 4 = 2 × 3000 × 2 = 12,000 bit/s。レベルを増やすと速度は上がりますが、いくつ区別できるかは雑音によって制限されます。

答え

B · 12 kbit/s

5.記数法

答え: U = 185

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

71 = 0100 0111

反転後: 1011 1000

+1 → 1011 1001

符号なしとして読む

1011 1001₂ = 256 − 71 = 185

答え

U = 185

6.記数法

答え: R = 119

ビットごとに

1 だけ右にシフトすると、すべてのビットが 1 桁右へ動きます。右端からはみ出したビットは失われ、左側には 0 が入ります。

1110 1110 >> 1

= 0111 0111

結果の値

0111 0111₂ = 119

答え

R = 119

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