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 10.20.128.0/20 を、プレフィックス /26 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？
10.20.128.0/20/26
N =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.125.212/27 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？
10.20.125.212/27
x =
3.コンピュータネットワークふつう
HTTP はステートレスです。Web サイトは通常どのようにして、複数の要求にわたってユーザーのログイン状態を保ちますか？
- Aセッション ID やトークンを入れた Cookie によって
- BTCP コネクションを何日も開いたままにすることによって
- C各ユーザーに固定の IP アドレスを与えることによって
- Dパスワードを URL に保存することによって
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？
- A4 kB
- B2.5 MB
- C50 kB
- D500 kB
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1000 1111 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 11118 bit
N =
6.記数法むずかしい
16 ビットの 2 の補数で表せる最小（最も負の）整数 N はいくつですか？
16 bit
N =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: N = 64
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。
借りたビット
26 − 20 = 6
サブネット数
N = 26 = 64
答え
N = 64
各 /26 サブネットには 26 − 2 = 62 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: ⌊212/32⌋·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: A · セッション ID やトークンを入れた Cookie によって
これが答えになる理由
サーバーはセッション ID やトークンを含む Cookie を設定し、ブラウザーは要求のたびにそれを返すため、サーバーはユーザーを識別できます。
答え
A · セッション ID やトークンを入れた Cookie によって
4.コンピュータネットワーク
答え: D · 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
D · 500 kB
5.記数法
答え: N = −113
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 + 4 + 2 + 1 = −113
答え
N = −113
6.記数法
答え: N = −32768
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。
最も負の値
−215 = −32768
答え
N = −32768
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