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 192.168.163.0/24 を /28 のサブネットに分割し、最も小さいアドレスから 1、2、3、… と番号をつけます（サブネット 1 は .0 から始まる）。サブネット 11 のブロードキャストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
192.168.163.0/24/28サブネット 11 (サブネット 1 は .0 から始まる)
x =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
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：10.251.185.0/24, 10.251.186.0/24, 10.251.187.0/24, 10.251.188.0/24, 10.251.189.0/24, 10.251.190.0/24, 10.251.191.0/24。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？
10.251.185.0/24 … 10.251.191.0/24
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？
- A49152–65535
- B0–1023
- C0–65535
- D1024–49151
4.コンピュータネットワークむずかしい
TCP コネクションを先に閉じた側が、最大セグメント生存時間の 2 倍の間 TIME_WAIT 状態にとどまるのはなぜですか？
- A暗号鍵を後で再利用できるよう保持するため
- B遅れたセグメントが消滅し、最後の ACK が失われた場合に再送できるようにするため
- CDNS キャッシュの期限切れを待つため
- D経路上のルーターが、次のコネクションに備えてルーティングテーブルを更新できるようにするため
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 0110 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？
0110 10008 bit
N =
6.記数法むずかしい
ビットを 1110 1101 << 2 の 8 ビットの結果に設定します。結果の値 R は 10 進でいくつですか？
1110 1101<< 2
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 175
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).
ブロックサイズ
24 = 16
サブネット番号 11
ネットワーク: (11 − 1)·16 = 160
ブロードキャスト: 160 + 16 − 1 = 175
答え
x = 175
2.IPv4 サブネット化
答え: p = 21
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
185 = 10111001
191 = 10111111
共通する先頭のビット：5
プレフィックス長
p = 16 + 5 = 21
答え
p = /21
集約経路：10.251.184.0/21 （リストにない 1 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 · 遅れたセグメントが消滅し、最後の ACK が失われた場合に再送できるようにするため
これが答えになる理由
TIME_WAIT により、失われた最後の ACK を繰り返すことができ、同じアドレスとポートの組が再利用される前に古い重複セグメントが期限切れになります。
答え
B · 遅れたセグメントが消滅し、最後の ACK が失われた場合に再送できるようにするため
5.記数法
答え: N = 104
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。
64 + 32 + 8 = 104
答え
N = 104
6.記数法
答え: R = 180
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。
ビットごとに
2 だけ左にシフトすると、すべてのビットが 2 桁左へ動きます。左端からはみ出したビットは失われ、右側には 0 が入ります。
1110 1101 << 2
= 1011 0100
結果の値
1011 0100₂ = 180
答え
R = 180
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