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 380 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？
380 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 172.20.113.250/21 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？
172.20.113.250/21
x =
3.コンピュータネットワークふつう
ライブのビデオ通話で UDP がよく選ばれるのはなぜですか？
- Aすべての動画で UDP が必須だから
- BUDP はすべてのパケットの到着を保証するので、映像が止まることはないから
- C失われたパケットをすべて再送するよりも、遅延が小さいことのほうが重要だから
- DUDP はデータを自動的に暗号化するから
4.コンピュータネットワークむずかしい
無限カウント問題はどの種類のルーティングプロトコルで起こり、何がその対策になりますか？
- Aパスベクター型。より長い AS パス
- Bスタティックルーティング。デフォルトルートの追加
- Cディスタンスベクター型。スプリットホライズンとポイズンリバース
- Dリンクステート型。リンク更新のフラッディング
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
32 ビットに収まる最大の符号なし整数 N はいくつですか？
32 bit
N =
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 < 380
29 − 2 = 510 ≥ 380 → 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 = 119
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。
第 3 オクテットのブロックサイズ
23 = 8
このホストのサブネット
ネットワーク: 172.20.112.0
ブロードキャスト: 172.20.119.255
答え
x = 119
3.コンピュータネットワーク
答え: C · 失われたパケットをすべて再送するよりも、遅延が小さいことのほうが重要だから
これが答えになる理由
失われたパケットを再送すると遅延が増えます。リアルタイムメディアはある程度の損失を許容できるため、RTP のような UDP ベースのプロトコルが使われます。
答え
C · 失われたパケットをすべて再送するよりも、遅延が小さいことのほうが重要だから
4.コンピュータネットワーク
答え: C · ディスタンスベクター型。スプリットホライズンとポイズンリバース
これが答えになる理由
障害の後、ディスタンスベクター型のルーターは古い経路を互いに広告し続け、メトリックがゆっくり増えていくことがあります。スプリットホライズン、ポイズンリバース、メトリックの上限がこれを抑えます。
答え
C · ディスタンスベクター型。スプリットホライズンとポイズンリバース
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 = 4.295 × 10⁹
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
232 − 1 = 4294967295
答え
N = 4294967295
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