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 192.168.10.0/24 を、少なくとも 10 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？
192.168.10.0/2410 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.5.83/26 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？
10.20.5.83/26
x =
3.コンピュータネットワークふつう
次のうち、プライベート IPv4 アドレスの範囲はどれですか？
- A100.0.0.0/8
- B200.1.1.0/24
- C8.8.8.0/24
- D192.168.0.0/16
4.コンピュータネットワークむずかしい
TCP 輻輳制御の「スロースタート」（slow start）フェーズについて正しいものはどれですか？
- Aしきい値に達するか損失が発生するまで、輻輳ウィンドウを指数関数的に増やす
- Bパケット損失が検出されるまで、ラウンドトリップごとに輻輳ウィンドウを半分にする
- Cウィンドウを 1 セグメントに固定する
- DUDP でのみ使われる
5.記数法ふつう
−91 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 = −918 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 1001 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？
1001 1110<< 1
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 14
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
24 = 16 ≥ 10 → b = 4, /28
サブネットあたりのホスト数
24 − 2 = 14
答え
H = 14
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 126
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: ⌊83/64⌋·64 = 64
ブロードキャスト: 64 + 64 − 1 = 127
使えるホスト: 65 … 126
答え
x = 126
3.コンピュータネットワーク
答え: D · 192.168.0.0/16
これが答えになる理由
プライベート範囲は 10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16 で、公共のインターネット上ではルーティングされません。
答え
D · 192.168.0.0/16
4.コンピュータネットワーク
答え: A · しきい値に達するか損失が発生するまで、輻輳ウィンドウを指数関数的に増やす
これが答えになる理由
スロースタートは輻輳ウィンドウを指数関数的に増やします。しきい値を超えると輻輳回避によって線形に増え、損失が発生すると縮小されます。
答え
A · しきい値に達するか損失が発生するまで、輻輳ウィンドウを指数関数的に増やす
5.記数法
答え: U = 165
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
91 = 0101 1011
反転後: 1010 0100
+1 → 1010 0101
符号なしとして読む
1010 0101₂ = 256 − 91 = 165
答え
U = 165
6.記数法
答え: R = 60
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。
ビットごとに
1 だけ左にシフトすると、すべてのビットが 1 桁左へ動きます。左端からはみ出したビットは失われ、右側には 0 が入ります。
1001 1110 << 1
= 0011 1100
結果の値
0011 1100₂ = 60
答え
R = 60
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