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
/24 → /2811111111111111111111111111110000ネットワーク部ホスト部

ネットワーク 192.168.200.0/24 を /28 のサブネットに分割し、最も小さいアドレスから 1、2、3、… と番号をつけます(サブネット 1 は .0 から始まる)。サブネット 7 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?

192.168.200.0/24/28サブネット 7 (サブネット 1 は .0 から始まる)
x =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
第 3 オクテット 168 … 172112806413201618040201共通可変

あるルータは次のネットワークへの経路をもっています:10.125.168.0/24, 10.125.169.0/24, 10.125.170.0/24, 10.125.171.0/24, 10.125.172.0/24。それらすべてをカバーする 1 つの集約経路の最長のプレフィックス長 p はいくつですか?

10.125.168.0/24 … 10.125.172.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう

1500 バイトのパケットを 12 Mbit/s のリンクに送り出すのにどれだけかかりますか(伝送遅延)?

  1. A1 ms
  2. B0.125 ms
  3. C8 ms
  4. D12 ms
4.コンピュータネットワークむずかしい

標準的なイーサネット(Ethernet)のペイロードの最大転送単位(MTU)はいくつですか?

  1. A65,535 バイト
  2. B1500 バイト
  3. C64 バイト
  4. Dすべてのネットワークで 9000 バイト
5.記数法ふつう
2 の補数での桁の重み1−12816413201608041201

8 ビットのパターン 1110 0010 は、符号付き整数を 2 の補数で表しています。10 進数での値 N はいくつですか?

1110 00108 bit
N =
6.記数法むずかしい
ビットをクリックして設定します012806403201608040201

ビットを 0100 1100 AND 0010 1111 の 8 ビットの結果に設定します。結果の値 R は 10 進でいくつですか?

0100 1100AND0010 1111
R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: x = 96

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

24 = 16

サブネット番号 7

ネットワーク: (7 − 1)·16 = 96
ブロードキャスト: 96 + 16 − 1 = 111

答え

x = 96
2.IPv4 サブネット化

答え: p = 21

経路集約:集約経路 a.b.c.0/p は、最初の p ビットが一致するすべてのネットワークをカバーします。最初と最後のネットワークの異なるオクテットを 2 進数で書きます。共通する先頭のビット数に、それより前のオクテットのビット数を加えたものが最長の集約プレフィックスです。

ビットを比べる

168 = 10101000
172 = 10101100
共通する先頭のビット:5

プレフィックス長

p = 16 + 5 = 21

答え

p = /21

集約経路:10.125.168.0/21 (リストにない 3 個のネットワークもカバーします)。

3.コンピュータネットワーク

答え: A · 1 ms

これが答えになる理由

1500 バイト = 12,000 ビット。12,000 / 12,000,000 bit/s = 0.001 s = 1 ms。伝送遅延はパケットサイズとリンク速度で決まり、距離には依存しません。

答え

A · 1 ms
4.コンピュータネットワーク

答え: B · 1500 バイト

これが答えになる理由

標準イーサネットは最大 1500 バイトのペイロードを運びます。これより大きな IP パケットはフラグメント化するか、パス MTU 探索(path MTU discovery)を使う必要があります。

答え

B · 1500 バイト
5.記数法

答え: N = −30

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。

重みを合計する

ほかのビットは通常の正の重みのままです。

−128 + 64 + 32 + 2 = −30

答え

N = −30
6.記数法

答え: R = 12

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。

ビットごとに

AND は、両方のビットが 1 のところだけ 1 になります。

0100 1100
AND 0010 1111
= 0000 1100

結果の値

0000 1100₂ = 12

答え

R = 12

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