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

ある部署では、1 つのサブネット内に 314 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？

314 hosts

p =

2.IPv4 サブネット化むずかしい

ネットワーク 192.168.32.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 20 ホスト, B: 42 ホスト, C: 27 ホスト, D: 14 ホスト, E: 4 ホスト。サブネットは .0 から順に、ホスト数が最も多い LAN から、収まる最小のサブネットで割り当てます。LAN C のネットワークアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？

A: 20B: 42C: 27D: 14E: 4

x =

3.コンピュータネットワークふつう

ホスト名を IPv6 アドレスに対応づける DNS レコードの種類はどれですか？

ACNAME
BA
CMX
DAAAA

4.コンピュータネットワークむずかしい

衝突を繰り返した後、従来の Ethernet の端末は、毎回 2 倍になる範囲から待ち時間を選びます。なぜですか？

Aケーブルが信号をより遠くまで運べるようにするため
B多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため
Cすべての端末を 1 つのクロックに同期させるため
D共有ケーブル上で、MAC アドレスが最も大きい端末を優先するため

5.記数法ふつう

8 ビットの 2 の補数で −75 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 = −758 bit

U =

6.記数法むずかしい

あるシステムで、3566 個の項目それぞれに同じ長さの固有の 2 進コードを割り当てます。必要なビット数 b は最小でいくつですか？

3566

b = bit

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: p = 23

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

2⁸ − 2 = 254 < 314

2⁹ − 2 = 510 ≥ 314 → h = 9

プレフィックス長

p = 32 − 9 = 23

答え

p = /23

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 64

VLSM：各 LAN には 2ʰ − 2 ≥ ホスト数となる最小のサブネット、つまりプレフィックス 32 − h を割り当てます。大きいサブネットから割り当てると、各ブロックは自身のサイズの倍数にそろうので、ネットワークアドレスはブロックサイズを足し合わせて求まります。

LAN ごとのブロックサイズ

B: 42 ホスト → 2⁶ = 64 (/26)

C: 27 ホスト → 2⁵ = 32 (/27)

A: 20 ホスト → 2⁵ = 32 (/27)

D: 14 ホスト → 2⁴ = 16 (/28)

E: 4 ホスト → 2³ = 8 (/29)

割り当て（大きい順）

B: .0 – .63

C: .64 – .95

A: .96 – .127

D: .128 – .143

E: .144 – .151

答え

x = 64

LAN C：192.168.32.64/27。

3.コンピュータネットワーク

答え: D · AAAA

これが答えになる理由

A レコードは IPv4 アドレス、AAAA は IPv6 アドレスを保持します。MX はメールサーバーを指定し、CNAME は別名を与えます。

答え

D · AAAA

4.コンピュータネットワーク

答え: B · 多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため

これが答えになる理由

衝突が重なるほど競合が多いことを示すため、ランダムな範囲を広げると、端末が異なるスロットを選ぶ可能性が高くなります。中央の制御なしに負荷に適応します。

答え

B · 多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため

5.記数法

答え: U = 181

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

75 = 0100 1011

反転後: 1011 0100

+1 → 1011 0101

符号なしとして読む

1011 0101₂ = 256 − 75 = 181

答え

U = 181

6.記数法

答え: b = 12 bit

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。

2 のべき乗

2¹¹ = 2048 < 3566

2¹² = 4096 ≥ 3566

答え

b = 12

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