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
/?11111111111111111111111111100000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 21 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?

21 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
第 3 オクテット = 222112816403211618141201ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 172.20.222.144/18 です。そのサブネットのブロードキャストアドレスの第 3 オクテット x はいくつですか?

172.20.222.144/18
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?

  1. ARequest、Offer、Discover、Acknowledge
  2. BDiscover、Offer、Request、Acknowledge
  3. CDiscover、Request、Offer、Acknowledge
  4. DOffer、Discover、Acknowledge、Request
4.コンピュータネットワークむずかしい

ある学生が自宅の NAT ルーターの内側の PC でゲームサーバーを動かしています。インターネット上の友人が接続できません。通常の解決策は何ですか?

  1. Aルーターで PC のプライベートアドレスへのポートフォワーディングを設定する
  2. BPC の DNS クライアントを無効にする
  3. CPC のサブネットマスクを /32 に変える
  4. Dルーターが外部から見つけられるよう、PC に別の MAC アドレスを与える
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 −99 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 = −998 bit
U =
6.記数法むずかしい
10 ビット、符号なし, N = ???????????

10 ビットに収まる最大の符号なし整数 N はいくつですか?

10 bit
N =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: p = 27

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

24 − 2 = 14 < 21
25 − 2 = 30 ≥ 21 → h = 5

プレフィックス長

p = 32 − 5 = 27

答え

p = /27
2.IPv4 サブネット化

答え: x = 255

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).

第 3 オクテットのブロックサイズ

26 = 64

このホストのサブネット

ネットワーク: 172.20.192.0
ブロードキャスト: 172.20.255.255

答え

x = 255
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: A · ルーターで PC のプライベートアドレスへのポートフォワーディングを設定する

これが答えになる理由

NAT は内側から開始された接続についてのみ対応表を作ります。ポートフォワーディングのルールがグローバル側のポートを内部ホストに対応づけるため、着信接続が届くようになります。

答え

A · ルーターで PC のプライベートアドレスへのポートフォワーディングを設定する
5.記数法

答え: U = 157

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

99 = 0110 0011
反転後: 1001 1100
+1 → 1001 1101

符号なしとして読む

1001 1101₂ = 256 − 99 = 157

答え

U = 157
6.記数法

答え: N = 1023

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

210 − 1 = 1023

答え

N = 1023

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