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 10.20.135.98/29 です。そ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？
10.20.135.98/29
x =
3.コンピュータネットワークふつう
ARP は何をしますか？
- Aホストがローカルネットワークに参加したときに、IP アドレスを自動的に割り当てる
- Bローカルネットワーク上で IP アドレスに対応する MAC アドレスを調べる
- Cインターネット上でパケットをルーティングする
- Dドメイン名を名前解決する
4.コンピュータネットワークむずかしい
TCP のウィンドウスケールオプションが導入されたのはなぜですか？
- Aそれがないと、TCP は長距離リンクで失われたセグメントを検出できなかったから
- B輻輳した経路で UDP が送信速度を制御する方法を必要としたから
- C32 ビットのウィンドウフィールドは大きすぎて、送信されるすべての TCP セグメントのヘッダー領域を無駄にしていたから
- D16 ビットのウィンドウフィールドではウィンドウが 65,535 バイトに制限され、高速な長距離経路には小さすぎるから
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 0011 1110 は、符号付き整数を 2 の補数で表しています。10 進数での値 N はいくつですか？
0011 11108 bit
N =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、2330 個の項目それぞれに同じ長さの固有の 2 進コードを割り当てます。必要なビット数 b は最小でいくつですか？
2330
b = bit
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 = 96
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: ⌊98/8⌋·8 = 96
ブロードキャスト: 96 + 8 − 1 = 103
使えるホスト: 97 … 102
答え
x = 96
3.コンピュータネットワーク
答え: B · ローカルネットワーク上で IP アドレスに対応する MAC アドレスを調べる
これが答えになる理由
ARP は「この IP を持っているのは誰？」とブロードキャストし、その所有者が自分の MAC アドレスで応答するため、フレームをローカルで配送できます。
答え
B · ローカルネットワーク上で IP アドレスに対応する MAC アドレスを調べる
4.コンピュータネットワーク
答え: D · 16 ビットのウィンドウフィールドではウィンドウが 65,535 バイトに制限され、高速な長距離経路には小さすぎるから
これが答えになる理由
元のヘッダーでは、確認応答されていないデータは最大 65,535 バイトです。ウィンドウスケーリングはこれに 2 のべき乗を掛けるため、帯域幅遅延積の大きい経路を満たすことができます。
答え
D · 16 ビットのウィンドウフィールドではウィンドウが 65,535 バイトに制限され、高速な長距離経路には小さすぎるから
5.記数法
答え: N = 62
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。
重みを合計する
ほかのビットは通常の正の重みのままです。
32 + 16 + 8 + 4 + 2 = 62
答え
N = 62
6.記数法
答え: b = 12 bit
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。
2 のべき乗
211 = 2048 < 2330
212 = 4096 ≥ 2330
答え
b = 12
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