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
ある部署では、1 つのサブネット内に 770 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？
770 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.1.130/27 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？
10.20.1.130/27
x =
3.コンピュータネットワークふつう
ルーティングループの中でパケットが永遠に回り続けるのを防ぐ IPv4 ヘッダーのフィールドはどれですか？
- Aヘッダーチェックサム
- BTTL（Time to live）
- C識別子（Identification）
- Dサービスタイプ（Type of service）
4.コンピュータネットワークむずかしい
スライディングウィンドウプロトコルで 1 つのフレームが失われたとき、Go-Back-N と Selective Repeat はどう違いますか？
- Aどちらも失われたフレームを決して再送しない
- BGo-Back-N は失われたフレームだけを再送し、Selective Repeat はそのフレームとそれ以降のすべてを再送する
- CGo-Back-N は失われたフレームとそれ以降のすべてを再送し、Selective Repeat は失われたものだけを再送する
- Dどちらもウィンドウ全体を最初から再送する
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −118 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 = −1188 bit
U =
6.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 640 × 480 ピクセル、1 ピクセルあたり 32 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB（1 KiB = 1024 バイト）ですか？
640 × 480 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: p = 22
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
29 − 2 = 510 < 770
210 − 2 = 1022 ≥ 770 → h = 10
プレフィックス長
p = 32 − 10 = 22
答え
p = /22
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 159
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
25 = 32
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊130/32⌋·32 = 128
ブロードキャスト: 128 + 32 − 1 = 159
使えるホスト: 129 … 158
答え
x = 159
3.コンピュータネットワーク
答え: B · TTL（Time to live）
これが答えになる理由
すべてのルーターが TTL を 1 減らし、0 になるとパケットは破棄され、通常は ICMP Time Exceeded メッセージが送られます。IPv6 ではホップリミットと呼ばれます。
答え
B · TTL（Time to live）
4.コンピュータネットワーク
答え: C · Go-Back-N は失われたフレームとそれ以降のすべてを再送し、Selective Repeat は失われたものだけを再送する
これが答えになる理由
Go-Back-N の受信側は順序の乱れたフレームを破棄するため、送信側は損失以降のすべてを繰り返さなければなりません。Selective Repeat はそれらをバッファーに保持し、欠けたものだけを要求します。
答え
C · Go-Back-N は失われたフレームとそれ以降のすべてを再送し、Selective Repeat は失われたものだけを再送する
5.記数法
答え: U = 138
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
118 = 0111 0110
反転後: 1000 1001
+1 → 1000 1010
符号なしとして読む
1000 1010₂ = 256 − 118 = 138
答え
U = 138
6.記数法
答え: M = 1200 KiB
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。
ビットとバイト
640·480·32 = 9830400 bit = 1228800 B
KiB に換算する
1228800/1024 = 1200 KiB
答え
M = 1200 KiB
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