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 1025 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？
1025 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 10.20.176.94/26 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？
10.20.176.94/26
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
- BRequest、Offer、Discover、Acknowledge
- CDiscover、Request、Offer、Acknowledge
- DDiscover、Offer、Request、Acknowledge
4.コンピュータネットワークむずかしい
TCP 輻輳制御の「スロースタート」（slow start）フェーズについて正しいものはどれですか？
- Aパケット損失が検出されるまで、ラウンドトリップごとに輻輳ウィンドウを半分にする
- Bウィンドウを 1 セグメントに固定する
- Cしきい値に達するか損失が発生するまで、輻輳ウィンドウを指数関数的に増やす
- DUDP でのみ使われる
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −50 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 = −508 bit
U =
6.記数法むずかしい
12 ビットの 2 の補数で表せる最小（最も負の）整数 N はいくつですか？
12 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 < 1025
211 − 2 = 2046 ≥ 1025 → 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 = 126
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
26 = 64
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊94/64⌋·64 = 64
ブロードキャスト: 64 + 64 − 1 = 127
使えるホスト: 65 … 126
答え
x = 126
3.コンピュータネットワーク
答え: D · 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
D · Discover、Offer、Request、Acknowledge
4.コンピュータネットワーク
答え: C · しきい値に達するか損失が発生するまで、輻輳ウィンドウを指数関数的に増やす
これが答えになる理由
スロースタートは輻輳ウィンドウを指数関数的に増やします。しきい値を超えると輻輳回避によって線形に増え、損失が発生すると縮小されます。
答え
C · しきい値に達するか損失が発生するまで、輻輳ウィンドウを指数関数的に増やす
5.記数法
答え: U = 206
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
50 = 0011 0010
反転後: 1100 1101
+1 → 1100 1110
符号なしとして読む
1100 1110₂ = 256 − 50 = 206
答え
U = 206
6.記数法
答え: N = −2048
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。
最も負の値
−211 = −2048
答え
N = −2048
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