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
255.255.255.12811111111111111111111111110000000ネットワーク部ホスト部

あるサブネットはマスク 255.255.255.128 を使っています。使えるホストアドレスはいくつ H ありますか？

255.255.255.128
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
第 3 オクテット = 84012816403211608140201ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 172.20.84.218/23 です。そのネットワークアドレスの第 3 オクテット x はいくつですか？

172.20.84.218/23
x =
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. A0.125 ms
  2. B12 ms
  3. C8 ms
  4. D1 ms
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. A255 Mbit/s
  2. B8 Mbit/s
  3. C2 Mbit/s
  4. D1 Mbit/s
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数0−12806403201608040201

8 ビットの 2 の補数で −118 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 = −1188 bit
U =
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 1110 0110 AND 0001 1110 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？

1110 0110AND0001 1110
R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: H = 126

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).

プレフィックス長

255.255.255.128 = /25

使えるホスト数

27 − 2 = 126

答え

H = 126
2.IPv4 サブネット化

答え: x = 84

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).

第 3 オクテットのブロックサイズ

21 = 2

このホストのサブネット

ネットワーク: 172.20.84.0
ブロードキャスト: 172.20.85.255

答え

x = 84
3.コンピュータネットワーク

答え: D · 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

D · 1 ms
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 = 138

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

118 = 0111 0110
反転後: 1000 1001
+1 → 1000 1010

符号なしとして読む

1000 1010₂ = 256 − 118 = 138

答え

U = 138
6.記数法

答え: R = 6

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。

1110 0110
AND 0001 1110
= 0000 0110

結果の値

0000 0110₂ = 6

答え

R = 6

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