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 → /2911111111111111111111111111111000ネットワーク部ホスト部

ネットワーク 10.139.81.0/24 を、プレフィックス /29 の等しいサブネットに分割します。サブネットはいくつ N ありますか?

10.139.81.0/24/29
N =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
最後のオクテット = 107012816413201618041211ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 10.20.195.107/28 です。そのサブネットのブロードキャストアドレスの最後の数(第 4 オクテット)x はいくつですか?

10.20.195.107/28
x =
3.コンピュータネットワークふつう

スイッチは通常 OSI のどの層で動作しますか?

  1. Aネットワーク層(レイヤー 3)
  2. Bトランスポート層(レイヤー 4)
  3. C物理層(レイヤー 1)
  4. Dデータリンク層(レイヤー 2)
4.コンピュータネットワークむずかしい

ある TCP コネクションのウィンドウは 64 KB、往復時間は 100 ms で、ウィンドウスケーリングはありません。最大スループットはおよそいくつですか?

  1. A約 640 Mbit/s
  2. B約 50 Mbit/s
  3. C約 5 Mbit/s
  4. D約 0.5 Mbit/s
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数?−128?64?32?16?8?4?2?1

−79 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 = −798 bit
U =
6.記数法むずかしい
4143 個の符号、b = ? ビット?2ᵇ⁻¹…?4?2?1

あるシステムで、4143 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?

4143
b = bit

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: N = 32

IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).

借りたビット

29 − 24 = 5

サブネット数

N = 25 = 32

答え

N = 32

各 /29 サブネットには 23 − 2 = 6 個の使えるホストがあります。

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 111

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

このホストのサブネット

ネットワーク: ⌊107/16⌋·16 = 96
ブロードキャスト: 96 + 16 − 1 = 111
使えるホスト: 97 … 110

答え

x = 111
3.コンピュータネットワーク

答え: D · データリンク層(レイヤー 2)

これが答えになる理由

一般的なスイッチは MAC アドレスを学習し、レイヤー 2 でフレームを転送します。レイヤー 3 スイッチはルーティングも行います。

答え

D · データリンク層(レイヤー 2)
4.コンピュータネットワーク

答え: C · 約 5 Mbit/s

これが答えになる理由

スループット ≤ ウィンドウ / RTT = 65,536 × 8 ビット / 0.1 s ≈ 5.2 Mbit/s です。リンクがどれほど速くても変わりません。

答え

C · 約 5 Mbit/s
5.記数法

答え: U = 177

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

79 = 0100 1111
反転後: 1011 0000
+1 → 1011 0001

符号なしとして読む

1011 0001₂ = 256 − 79 = 177

答え

U = 177
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 < 4143
213 = 8192 ≥ 4143

答え

b = 13

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