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
ネットワーク 192.168.104.0/24 を /29 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 6 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？
192.168.104.0/24/29サブネット 6 (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
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：10.248.0.0/24, 10.248.1.0/24, 10.248.2.0/24, 10.248.3.0/24, 10.248.4.0/24, 10.248.5.0/24, 10.248.6.0/24, 10.248.7.0/24。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？
10.248.0.0/24 … 10.248.7.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう
NAT（ネットワークアドレス変換）の主な用途は何ですか？
- Aローカルネットワーク上のデバイスのために、ドメイン名を IP アドレスに変換すること
- B2 つの拠点間のトラフィックを暗号化すること
- Cネットワークケーブルの速度を上げること
- Dプライベートアドレスを持つ多数のデバイスで 1 つのグローバル IP アドレスを共有すること
4.コンピュータネットワークむずかしい
コンテンツデリバリーネットワーク（CDN）は主にどのように Web のパフォーマンスを向上させますか？
- Aユーザーの近くにあるサーバーから、キャッシュしたコンテンツを配信する
- BDNS の名前解決を不要にする
- CTCP をより高速なトランスポートプロトコルに置き換える
- Dユーザー自身の自宅回線の帯域幅を増やす
5.記数法ふつう
−47 を 8 ビットの 2 の補数パターンで表しなさい。そのパターンを符号なし 2 進数として読むと、10 進数での値 U はいくつですか？
N = −478 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、518 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？
518
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 40
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
23 = 8
サブネット番号 6
ネットワーク: (6 − 1)·8 = 40
ブロードキャスト: 40 + 8 − 1 = 47
答え
x = 40
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
0 = 00000000
7 = 00000111
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：10.248.0.0/21
3.コンピュータネットワーク
答え: D · プライベートアドレスを持つ多数のデバイスで 1 つのグローバル IP アドレスを共有すること
これが答えになる理由
NAT はアドレス（およびポート）を書き換え、プライベートネットワークが少数のグローバルアドレスを通じてインターネットにアクセスできるようにします。
答え
D · プライベートアドレスを持つ多数のデバイスで 1 つのグローバル IP アドレスを共有すること
4.コンピュータネットワーク
答え: A · ユーザーの近くにあるサーバーから、キャッシュしたコンテンツを配信する
これが答えになる理由
CDN はコンテンツのコピーを多数のエッジ拠点に置き、多くの場合 DNS を介してユーザーを近くのサーバーに誘導します。これによりレイテンシーとオリジンの負荷が減ります。
答え
A · ユーザーの近くにあるサーバーから、キャッシュしたコンテンツを配信する
5.記数法
答え: U = 209
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。
反転して 1 を足す
47 = 0010 1111
反転後: 1101 0000
+1 → 1101 0001
符号なしとして読む
1101 0001₂ = 256 − 47 = 209
答え
U = 209
6.記数法
答え: b = 10 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
29 = 512 < 518
210 = 1024 ≥ 518
答え
b = 10
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