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 10.229.53.0/24 を、プレフィックス /26 の等しいサブネットに分割します。サブネットはいくつ N ありますか？

10.229.53.0/24/26

N =

2.IPv4 サブネット化むずかしい

あるホストのアドレスは 10.20.199.49/29 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？

10.20.199.49/29

x =

3.コンピュータネットワークふつう

クライアントが DHCP からアドレスを取得するときの通常のメッセージの順序はどれですか？

AOffer、Discover、Acknowledge、Request
BDiscover、Offer、Request、Acknowledge
CRequest、Offer、Discover、Acknowledge
DDiscover、Request、Offer、Acknowledge

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？

A名前をアドレスに名前解決する
B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
Cルーター間のデータを暗号化する
D自律システム（AS）間でルーティング情報を交換する

5.記数法ふつう

−101 を 8 ビットの 2 の補数パターンで表しなさい。そのパターンを符号なし 2 進数として読むと、10 進数での値 U はいくつですか？

N = −1018 bit

U =

6.記数法むずかしい

ビットを 0101 1011 OR 1000 0000 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？

0101 1011OR1000 0000

R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: N = 4

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。

借りたビット

26 − 24 = 2

サブネット数

N = 2² = 4

答え

N = 4

各 /26 サブネットには 2⁶ − 2 = 62 個の使えるホストがあります。

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 54

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: ⌊49/8⌋·8 = 48

ブロードキャスト: 48 + 8 − 1 = 55

使えるホスト: 49 … 54

答え

x = 54

3.コンピュータネットワーク

答え: B · Discover、Offer、Request、Acknowledge

これが答えになる理由

クライアントが Discover をブロードキャストし、サーバーが Offer で応答し、クライアントが 1 つの提案を Request し、選ばれたサーバーが Acknowledge で確定します。

答え

B · Discover、Offer、Request、Acknowledge

4.コンピュータネットワーク

答え: D · 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

D · 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 = 155

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。

反転して 1 を足す

101 = 0110 0101

反転後: 1001 1010

+1 → 1001 1011

符号なしとして読む

1001 1011₂ = 256 − 101 = 155

答え

U = 155

6.記数法

答え: R = 219

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

OR は、少なくとも一方のビットが 1 のところで 1 になります。

0101 1011

OR 1000 0000

= 1101 1011

結果の値

1101 1011₂ = 219

答え

R = 219

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