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 2^k、8 進数 8^k、16 進数 16^k
10 進数へ: Σ d_k·b^k
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 4 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？

192.168.10.0/244 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 10.20.118.22/27 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？

10.20.118.22/27

x =

3.コンピュータネットワークふつう

偶数パリティを使うとき、データビット 1011001 に付け加えるパリティビットはどれですか？

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？

A両方のホストに同じ MAC アドレス
B両方の VLAN に接続したハブ
CVLAN 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
Dホスト間のより長いケーブル

5.記数法ふつう

8 ビットの 2 の補数で −66 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 = −668 bit

U =

6.記数法むずかしい

あるシステムで、2779 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？

2779

b = bit

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: H = 62

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

2² = 4 ≥ 4 → b = 2, /26

サブネットあたりのホスト数

2⁶ − 2 = 62

答え

H = 62

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 30

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: ⌊22/32⌋·32 = 0

ブロードキャスト: 0 + 32 − 1 = 31

使えるホスト: 1 … 30

答え

x = 30

3.コンピュータネットワーク

答え: B · 0

これが答えになる理由

1011001 には 1 のビットが 4 つあり、すでに偶数なので、パリティビットは 0 です。奇数パリティなら 1 になります。

答え

B · 0

4.コンピュータネットワーク

答え: C · 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

C · 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: U = 190

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

66 = 0100 0010

反転後: 1011 1101

+1 → 1011 1110

符号なしとして読む

1011 1110₂ = 256 − 66 = 190

答え

U = 190

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 < 2779

2¹² = 4096 ≥ 2779

答え

b = 12

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