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 1248 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?

1248 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
第 3 オクテット = 217112816403211618040211ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 172.20.217.12/23 です。そのサブネットのブロードキャストアドレスの第 3 オクテット x はいくつですか?

172.20.217.12/23
x =
3.コンピュータネットワークふつう

ホスト名を IPv6 アドレスに対応づける DNS レコードの種類はどれですか?

  1. ACNAME
  2. BMX
  3. CAAAA
  4. DA
4.コンピュータネットワークむずかしい

アドレス不足への対策として IPv6 に NAT が不要なのはなぜですか?

  1. AIPv6 はアドレスを使わないから
  2. BIPv6 はローカルネットワークでしか動作せず、アドレスをグローバルに共有する必要が決してないから
  3. C128 ビットのアドレス空間が十分に大きく、すべてのデバイスにグローバルアドレスを割り当てられるから
  4. DIPv6 はすべてのアドレスを暗号化するから
5.記数法ふつう
2 の補数での桁の重み1−12816413211618041201

8 ビットのパターン 1111 1010 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?

1111 10108 bit
N =
6.記数法むずかしい
10 ビット、符号なし, N = ???????????

10 ビットに収まる最大の符号なし整数 N はいくつですか?

10 bit
N =

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 < 1248
211 − 2 = 2046 ≥ 1248 → 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: x = 217

IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).

第 3 オクテットのブロックサイズ

21 = 2

このホストのサブネット

ネットワーク: 172.20.216.0
ブロードキャスト: 172.20.217.255

答え

x = 217
3.コンピュータネットワーク

答え: C · AAAA

これが答えになる理由

A レコードは IPv4 アドレス、AAAA は IPv6 アドレスを保持します。MX はメールサーバーを指定し、CNAME は別名を与えます。

答え

C · AAAA
4.コンピュータネットワーク

答え: C · 128 ビットのアドレス空間が十分に大きく、すべてのデバイスにグローバルアドレスを割り当てられるから

これが答えになる理由

IPv6 には約 3.4 × 10³⁸ 個のアドレスがあるため、IPv4 で NAT が必要になったアドレス不足は解消されます。セキュリティは引き続きファイアウォールが担います。

答え

C · 128 ビットのアドレス空間が十分に大きく、すべてのデバイスにグローバルアドレスを割り当てられるから
5.記数法

答え: N = −6

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 + 64 + 32 + 16 + 8 + 2 = −6

答え

N = −6
6.記数法

答え: N = 1023

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。

最大値

210 − 1 = 1023

答え

N = 1023

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