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 → /2711111111111111111111111111100000ネットワーク部ホスト部

ネットワーク 192.168.10.0/24 を、少なくとも 6 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？

192.168.10.0/246 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
第 3 オクテット 47 … 50012806413201618141211共通可変

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：10.187.47.0/24, 10.187.48.0/24, 10.187.49.0/24, 10.187.50.0/24。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？

10.187.47.0/24 … 10.187.50.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう

「ウェルノウン」ポートとして予約されている TCP/UDP ポート番号の範囲はどれですか？

  1. A49152–65535
  2. B0–1023
  3. C0–65535
  4. D1024–49151
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両方のホストに同じ MAC アドレス
  4. D両方の VLAN に接続したハブ
5.記数法ふつう
2 の補数での桁の重み1−12806403201618040201

8 ビットのパターン 1000 1000 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？

1000 10008 bit
N =
6.記数法むずかしい
24 bit1 px800 px600 pxM = ? KiB

非圧縮の画像が 800 × 600 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？

800 × 600 px24 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: H = 30

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

23 = 8 ≥ 6 → b = 3, /27

サブネットあたりのホスト数

25 − 2 = 30

答え

H = 30
2.IPv4 サブネット化

答え: p = 19

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

47 = 00101111
50 = 00110010
共通する先頭のビット：3

プレフィックス長

p = 16 + 3 = 19

答え

p = /19

集約経路：10.187.32.0/19 （リストにない 28 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: B · 0–1023

これが答えになる理由

ポート 0–1023 は標準的なサービスのためのウェルノウンポートです。1024–49151 は登録済みポート、49152–65535 は動的またはプライベートポートです。

答え

B · 0–1023
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: N = −120

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。

−128 + 8 = −120

答え

N = −120
6.記数法

答え: M = 1406 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

800·600·24 = 11520000 bit = 1440000 B

KiB に換算する

1440000/1024 = 1406.25 KiB

答え

M = 1406.25 KiB

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