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 → /2611111111111111111111111111000000ネットワーク部ホスト部

ネットワーク 192.168.69.0/24 を /26 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 4 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?

192.168.69.0/24/26サブネット 4 (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
最後のオクテット = 1012806403201608040211ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 10.20.85.1/29 です。そのサブネットで最後に使えるホストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか?

10.20.85.1/29
x =
3.コンピュータネットワークふつう

192.168.0.0/24 と 192.168.1.0/24 の両方を集約する 1 つのプレフィックスはどれですか?

  1. A192.168.0.0/22
  2. B192.168.0.0/23
  3. C192.168.1.0/23
  4. D192.168.0.0/25
4.コンピュータネットワークむずかしい

シャノンの定理によれば、信号対雑音比が 255 の 1 MHz のチャネルの通信容量はいくつですか?

  1. A2 Mbit/s
  2. B8 Mbit/s
  3. C1 Mbit/s
  4. D255 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

−35 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 = −358 bit
U =
6.記数法むずかしい
1037 個の符号、b = ? ビット?2ᵇ⁻¹…?4?2?1

あるシステムで、1037 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?

1037
b = bit

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: x = 192

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).

ブロックサイズ

26 = 64

サブネット番号 4

ネットワーク: (4 − 1)·64 = 192
ブロードキャスト: 192 + 64 − 1 = 255

答え

x = 192
2.IPv4 サブネット化

答え: x = 6

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

このホストのサブネット

ネットワーク: ⌊1/8⌋·8 = 0
ブロードキャスト: 0 + 8 − 1 = 7
使えるホスト: 1 … 6

答え

x = 6
3.コンピュータネットワーク

答え: B · 192.168.0.0/23

これが答えになる理由

0 と 1 は第 3 オクテットの最後のビット以外をすべて共有するので、プレフィックスを 1 ビット短くした 192.168.0.0 から始まる /23 が両方をちょうどカバーします。

答え

B · 192.168.0.0/23
4.コンピュータネットワーク

答え: B · 8 Mbit/s

これが答えになる理由

C = 10⁶ × log₂(256) = 10⁶ × 8 = 8 Mbit/s。これは雑音のあるチャネルで誤りなく送れるデータ速度の上限です。

答え

B · 8 Mbit/s
5.記数法

答え: U = 221

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

35 = 0010 0011
反転後: 1101 1100
+1 → 1101 1101

符号なしとして読む

1101 1101₂ = 256 − 35 = 221

答え

U = 221
6.記数法

答え: b = 11 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

210 = 1024 < 1037
211 = 2048 ≥ 1037

答え

b = 11

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