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

ある部署では、1 つのサブネット内に 778 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？

778 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 10.20.37.186/28 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？

10.20.37.186/28

x =

3.コンピュータネットワークふつう

/20 に対応するサブネットマスクはどれですか？

A255.255.248.0
B255.255.224.0
C255.255.255.240
D255.255.240.0

4.コンピュータネットワークむずかしい

あるユーザーは 8.8.8.8 に ping できますが、名前ではどの Web サイトも開けません。問題がある可能性が最も高いのはどこですか？

Aデフォルトゲートウェイ
Bネットワークカードのドライバー
C名前解決（DNS）
D物理的なケーブル

5.記数法ふつう

8 ビットの 2 の補数で −102 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 = −1028 bit

U =

6.記数法むずかしい

20 ビットの 2 の補数で表せる最小（最も負の）整数 N はいくつですか？

20 bit

N =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: p = 22

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

2⁹ − 2 = 510 < 778

2¹⁰ − 2 = 1022 ≥ 778 → h = 10

プレフィックス長

p = 32 − 10 = 22

答え

p = /22

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 191

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: ⌊186/16⌋·16 = 176

ブロードキャスト: 176 + 16 − 1 = 191

使えるホスト: 177 … 190

答え

x = 191

3.コンピュータネットワーク

答え: D · 255.255.240.0

これが答えになる理由

/20 は 8 + 8 + 4 個の 1 のビットを意味します。第 3 オクテットの 4 つの 1 のビットは 11110000 = 240 なので、マスクは 255.255.240.0 です。

答え

D · 255.255.240.0

4.コンピュータネットワーク

答え: C · 名前解決（DNS）

これが答えになる理由

外部の IP への ping が成功したことで、配線、アドレス設定、ルーティングが機能していることがわかります。名前が失敗するのは、DNS サーバーやリゾルバーの設定の問題を示しています。

答え

C · 名前解決（DNS）

5.記数法

答え: U = 154

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

102 = 0110 0110

反転後: 1001 1001

+1 → 1001 1010

符号なしとして読む

1001 1010₂ = 256 − 102 = 154

答え

U = 154

6.記数法

答え: N = −524288

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。

最も負の値

−2¹⁹ = −524288

答え

N = −524288

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