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 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
/24 → /2911111111111111111111111111111000ネットワーク部ホスト部

ネットワーク 192.168.4.0/24 を /29 のサブネットに分割し、最も小さいアドレスから 1、2、3、… と番号をつけます(サブネット 1 は .0 から始まる)。サブネット 4 のブロードキャストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか?

192.168.4.0/24/29サブネット 4 (サブネット 1 は .0 から始まる)
x =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
最後のオクテット = 112012816413211608040201ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 10.20.217.112/29 です。そのサブネットのブロードキャストアドレスの最後の数(第 4 オクテット)x はいくつですか?

10.20.217.112/29
x =
3.コンピュータネットワークふつう

信号が光ファイバーの中を約 2 × 10⁸ m/s で 2000 km 進みます。伝搬遅延はどれだけですか?

  1. A100 ms
  2. B1 ms
  3. C0.1 ms
  4. D10 ms
4.コンピュータネットワークむずかしい

同じスイッチ上の VLAN 10 と VLAN 20 のホストが通信できません。何が必要ですか?

  1. Aホスト間のより長いケーブル
  2. BVLAN 間をルーティングするルーターまたはレイヤー 3 スイッチ
  3. C両方の VLAN に接続したハブ
  4. D両方のホストに同じ MAC アドレス
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数0−12806403201608040201

8 ビットの 2 の補数で −83 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 = −838 bit
U =
6.記数法むずかしい
24 bit1 px512 px512 pxM = ? KiB

非圧縮の画像が 512 × 512 ピクセル、1 ピクセルあたり 24 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB(1 KiB = 1024 バイト)ですか?

512 × 512 px24 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: x = 31

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).

ブロックサイズ

23 = 8

サブネット番号 4

ネットワーク: (4 − 1)·8 = 24
ブロードキャスト: 24 + 8 − 1 = 31

答え

x = 31
2.IPv4 サブネット化

答え: x = 119

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

23 = 8

このホストのサブネット

ネットワーク: ⌊112/8⌋·8 = 112
ブロードキャスト: 112 + 8 − 1 = 119
使えるホスト: 113 … 118

答え

x = 119
3.コンピュータネットワーク

答え: D · 10 ms

これが答えになる理由

2 × 10⁶ m / 2 × 10⁸ m/s = 0.01 s = 10 ms。伝搬遅延は距離と媒体で決まり、パケットサイズには依存しません。

答え

D · 10 ms
4.コンピュータネットワーク

答え: B · VLAN 間をルーティングするルーターまたはレイヤー 3 スイッチ

これが答えになる理由

VLAN はレイヤー 2 で分離されているため、VLAN 間のトラフィックは、例えばトランク上のルーター(「ルーター・オン・ア・スティック」)やレイヤー 3 スイッチによってルーティングされなければなりません。

答え

B · VLAN 間をルーティングするルーターまたはレイヤー 3 スイッチ
5.記数法

答え: U = 173

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

83 = 0101 0011
反転後: 1010 1100
+1 → 1010 1101

符号なしとして読む

1010 1101₂ = 256 − 83 = 173

答え

U = 173
6.記数法

答え: M = 768 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

512·512·24 = 6291456 bit = 786432 B

KiB に換算する

786432/1024 = 768 KiB

答え

M = 768 KiB

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