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
/22 → /3011111111111111111111111111111100ネットワーク部ホスト部

ネットワーク 10.161.116.0/22 を、プレフィックス /30 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?

10.161.116.0/22/30
N =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
最後のオクテット = 211112816403211608041211ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 10.20.85.211/27 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?

10.20.85.211/27
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?

  1. A100.0.0.0/8
  2. B8.8.8.0/24
  3. C200.1.1.0/24
  4. D192.168.0.0/16
4.コンピュータネットワークむずかしい

ある経路の帯域幅は 100 Mbit/s、往復時間は 40 ms です。経路を十分に使い切るには、どれだけのデータを送信中にしておく必要がありますか?

  1. A500 kB
  2. B2.5 MB
  3. C50 kB
  4. D4 kB
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数?−128?64?32?16?8?4?2?1

−64 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 = −648 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットをクリックして設定します012806403201608040201

ビットを 1011 1100 OR 0010 1101 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?

1011 1100OR0010 1101
R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: N = 256

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).

借りたビット

30 − 22 = 8

サブネット数

N = 28 = 256

答え

N = 256

各 /30 サブネットには 22 − 2 = 2 個の使えるホストがあります。

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 222

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

25 = 32

このホストのサブネット

ネットワーク: ⌊211/32⌋·32 = 192
ブロードキャスト: 192 + 32 − 1 = 223
使えるホスト: 193 … 222

答え

x = 222
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 · 500 kB

これが答えになる理由

帯域幅遅延積は 100 × 10⁶ bit/s × 0.04 s = 4 × 10⁶ ビット = 500 kB です。送信側のウィンドウは少なくともこの大きさが必要です。

答え

A · 500 kB
5.記数法

答え: U = 192

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

64 = 0100 0000
反転後: 1011 1111
+1 → 1100 0000

符号なしとして読む

1100 0000₂ = 256 − 64 = 192

答え

U = 192
6.記数法

答え: R = 189

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

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。

1011 1100
OR 0010 1101
= 1011 1101

結果の値

1011 1101₂ = 189

答え

R = 189

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