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 1223 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?

1223 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
最後のオクテット = 99012816413201608041211ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 10.20.106.99/29 です。そのサブネットのブロードキャストアドレスの最後の数(第 4 オクテット)x はいくつですか?

10.20.106.99/29
x =
3.コンピュータネットワークふつう

/24 の IPv4 ネットワークで使えるホストアドレスはいくつですか?

  1. A254
  2. B255
  3. C252
  4. D256
4.コンピュータネットワークむずかしい

インターネットにおける BGP の主な役割は何ですか?

  1. Aインターネットプロバイダーを通じて、家庭のユーザーに IP アドレスを割り当てる
  2. B自律システム(AS)間でルーティング情報を交換する
  3. C名前をアドレスに名前解決する
  4. Dルーター間のデータを暗号化する
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 −15 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 = −158 bit
U =
6.記数法むずかしい
16 ビット、符号なし, N = ?????????????????

16 ビットに収まる最大の符号なし整数 N はいくつですか?

16 bit
N =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: 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 < 1223
211 − 2 = 2046 ≥ 1223 → 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 = 103

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

23 = 8

このホストのサブネット

ネットワーク: ⌊99/8⌋·8 = 96
ブロードキャスト: 96 + 8 − 1 = 103
使えるホスト: 97 … 102

答え

x = 103
3.コンピュータネットワーク

答え: A · 254

これが答えになる理由

/24 はホスト部が 8 ビットなので、2⁸ = 256 アドレスです。ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスが予約されるため、ホストに使えるのは 254 です。

答え

A · 254
4.コンピュータネットワーク

答え: B · 自律システム(AS)間でルーティング情報を交換する

これが答えになる理由

BGP はドメイン間ルーティングプロトコルです。自律システムは到達可能なプレフィックスを広告し、ポリシーに基づいて経路を選択します。

答え

B · 自律システム(AS)間でルーティング情報を交換する
5.記数法

答え: U = 241

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

15 = 0000 1111
反転後: 1111 0000
+1 → 1111 0001

符号なしとして読む

1111 0001₂ = 256 − 15 = 241

答え

U = 241
6.記数法

答え: N = 65535

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

216 − 1 = 65535

答え

N = 65535

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