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 192.168.10.0/24 を、少なくとも 3 個の同じ大きさのサブネットに分けます。借りるビットをできるだけ少なくすると、各サブネットで使えるホスト数 H はいくつですか？

192.168.10.0/243 subnets

H =

2.IPv4 サブネット化むずかしい

ネットワーク 192.168.33.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 12 ホスト, B: 107 ホスト, C: 47 ホスト, D: 5 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 A 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: 12B: 107C: 47D: 5

x =

3.コンピュータネットワークふつう

RIP が経路の選択に使うメトリックはどれですか？

Aホップ数
B測定された遅延
Cリンクの帯域幅
Dビジネス上のポリシー

4.コンピュータネットワークむずかしい

TCP の高速再送は何をしますか？

A既知のホストと再接続するときは 3 ウェイハンドシェイクを省略し、データをより早く再送する
B損失のたびにウィンドウを 2 倍にする
C念のためすべてのセグメントを 2 回ずつ再送する
Dタイムアウトを待たずに、3 つの重複 ACK の後でセグメントを再送する

5.記数法ふつう

8 ビットの 2 の補数で −76 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 = −768 bit

U =

6.記数法むずかしい

あるシステムで、4166 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？

4166

b = bit

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: H = 62

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。

借りるビット数

2² = 4 ≥ 3 → b = 2, /26

サブネットあたりのホスト数

2⁶ − 2 = 62

答え

H = 62

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 192

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: 107 ホスト → 2⁷ = 128 (/25)

C: 47 ホスト → 2⁶ = 64 (/26)

A: 12 ホスト → 2⁴ = 16 (/28)

D: 5 ホスト → 2³ = 8 (/29)

割り当て（大きい順）

B: .0 – .127

C: .128 – .191

A: .192 – .207

D: .208 – .215

答え

x = 192

LAN A：192.168.33.192/28。

3.コンピュータネットワーク

答え: A · ホップ数

これが答えになる理由

RIP はホップを数えるディスタンスベクター型プロトコルで、16 は到達不能を意味します。このため小規模なネットワークに限られます。

答え

A · ホップ数

4.コンピュータネットワーク

答え: D · タイムアウトを待たずに、3 つの重複 ACK の後でセグメントを再送する

これが答えになる理由

3 つの重複 ACK は 1 つのセグメントが失われたことを強く示すため、TCP はそれをすぐに再送します。再送タイマーを待つよりずっと速く回復できます。

答え

D · タイムアウトを待たずに、3 つの重複 ACK の後でセグメントを再送する

5.記数法

答え: U = 180

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

76 = 0100 1100

反転後: 1011 0011

+1 → 1011 0100

符号なしとして読む

1011 0100₂ = 256 − 76 = 180

答え

U = 180

6.記数法

答え: b = 13 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

2¹² = 4096 < 4166

2¹³ = 8192 ≥ 4166

答え

b = 13

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