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
あるルータは次のネットワークへの経路をもっています：10.131.241.0/24, 10.131.242.0/24, 10.131.243.0/24, 10.131.244.0/24, 10.131.245.0/24, 10.131.246.0/24, 10.131.247.0/24, 10.131.248.0/24。それらすべてをカバーする 1 つの集約経路の最長のプレフィックス長 p はいくつですか？
10.131.241.0/24 … 10.131.248.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう
サブネットマスク 255.255.255.0 は CIDR 表記で何に相当しますか？
- A/16
- B/32
- C/8
- D/24
4.コンピュータネットワークむずかしい
HTTP/1.1 の持続的接続（keep-alive）の主な利点は何ですか？
- Aサーバーが UDP で更新をプッシュできる
- B1 つのストリーム上で応答が任意の順序で届くので、遅い応答が他をブロックしない
- C複数の要求が 1 つの TCP コネクションを再利用し、ハンドシェイクの繰り返しを避けられる
- DTLS なしでもコネクションが暗号化されたままになる
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −86 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 = −868 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 0010 0111 >> 2 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？
0010 0111>> 2
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: p = 20
経路集約：集約経路 a.b.c.0/p は、最初の p ビットが一致するすべてのネットワークをカバーします。最初と最後のネットワークの異なるオクテットを 2 進数で書きます。共通する先頭のビット数に、それより前のオクテットのビット数を加えたものが最長の集約プレフィックスです。
ビットを比べる
241 = 11110001
248 = 11111000
共通する先頭のビット：4
プレフィックス長
p = 16 + 4 = 20
答え
p = /20
集約経路：10.131.240.0/20 （リストにない 8 個のネットワークもカバーします）。
3.コンピュータネットワーク
答え: D · /24
これが答えになる理由
255 のオクテットが 3 つで 1 のビットが 24 個になるため、255.255.255.0 = /24 です。
答え
D · /24
4.コンピュータネットワーク
答え: C · 複数の要求が 1 つの TCP コネクションを再利用し、ハンドシェイクの繰り返しを避けられる
これが答えになる理由
コネクションを再利用すると、オブジェクトごとの新たなハンドシェイクとスロースタートを避けられるため、多数のリソースを持つページが速く読み込まれます。
答え
C · 複数の要求が 1 つの TCP コネクションを再利用し、ハンドシェイクの繰り返しを避けられる
5.記数法
答え: U = 170
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
86 = 0101 0110
反転後: 1010 1001
+1 → 1010 1010
符号なしとして読む
1010 1010₂ = 256 − 86 = 170
答え
U = 170
6.記数法
答え: R = 9
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
2 だけ右にシフトすると、すべてのビットが 2 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。
0010 0111 >> 2
= 0000 1001
結果の値
0000 1001₂ = 9
答え
R = 9
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