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
/?11111111111111111111100000000000ネットワーク部ホスト部

ある部署では、1 つのサブネット内に 1439 個のホストアドレスが必要です。十分な大きさとなる最長のプレフィックス長 p(最小のサブネット)はいくつですか?

1439 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
第 3 オクテット 140 … 141112806403201618140201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:10.31.140.0/24, 10.31.141.0/24。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?

10.31.140.0/24 … 10.31.141.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう

送信側がデータの送信を終えたことを示す TCP フラグはどれですか?

  1. AFIN
  2. BURG
  3. CSYN
  4. DPSH
4.コンピュータネットワークむずかしい

シャノンの定理によれば、信号対雑音比が 255 の 1 MHz のチャネルの通信容量はいくつですか?

  1. A2 Mbit/s
  2. B8 Mbit/s
  3. C255 Mbit/s
  4. D1 Mbit/s
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数0−12806403201608040201

8 ビットの 2 の補数で −70 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 = −708 bit
U =
6.記数法むずかしい
1523 個の符号、b = ? ビット?2ᵇ⁻¹…?4?2?1

あるシステムで、1523 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?

1523
b = bit

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: p = 21

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。

必要なホストビット数

210 − 2 = 1022 < 1439
211 − 2 = 2046 ≥ 1439 → h = 11

プレフィックス長

p = 32 − 11 = 21

答え

p = /21
2.IPv4 サブネット化

答え: p = 23

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

140 = 10001100
141 = 10001101
共通する先頭のビット:7

プレフィックス長

p = 16 + 7 = 23

答え

p = /23

集約経路:10.31.140.0/23

3.コンピュータネットワーク

答え: A · FIN

これが答えになる理由

各側は送るデータがなくなると FIN を送り、相手側がそれを確認応答します。SYN はコネクションを開くためのもので、RST はコネクションを中止します。

答え

A · FIN
4.コンピュータネットワーク

答え: B · 8 Mbit/s

これが答えになる理由

C = 10⁶ × log₂(256) = 10⁶ × 8 = 8 Mbit/s。これは雑音のあるチャネルで誤りなく送れるデータ速度の上限です。

答え

B · 8 Mbit/s
5.記数法

答え: U = 186

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

70 = 0100 0110
反転後: 1011 1001
+1 → 1011 1010

符号なしとして読む

1011 1010₂ = 256 − 70 = 186

答え

U = 186
6.記数法

答え: b = 11 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

210 = 1024 < 1523
211 = 2048 ≥ 1523

答え

b = 11

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