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
/?11111111111111111111100000000000ネットワーク部ホスト部

ある部署では、1 つのサブネット内に 1344 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?

1344 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
第 3 オクテット = 178112806413211608041201ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 172.20.178.49/19 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?

172.20.178.49/19
x =
3.コンピュータネットワークふつう

インターネット上で TCP コネクションの一方の端を一意に識別するものは何ですか?

  1. AMAC アドレスだけ
  2. BIP アドレスとポート番号の組
  3. Cサブネットマスクとゲートウェイ
  4. Dドメイン名だけ
4.コンピュータネットワークむずかしい

TCP コネクションを先に閉じた側が、最大セグメント生存時間の 2 倍の間 TIME_WAIT 状態にとどまるのはなぜですか?

  1. ADNS キャッシュの期限切れを待つため
  2. B経路上のルーターが、次のコネクションに備えてルーティングテーブルを更新できるようにするため
  3. C遅れたセグメントが消滅し、最後の ACK が失われた場合に再送できるようにするため
  4. D暗号鍵を後で再利用できるよう保持するため
5.記数法ふつう
2 の補数での桁の重み1−12816413201608041201

8 ビットのパターン 1110 0010 は、符号付き整数を 2 の補数で表しています。10 進数での値 N はいくつですか?

1110 00108 bit
N =
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 1011 0010 AND 0010 0010 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?

1011 0010AND0010 0010
R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: p = 21

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

210 − 2 = 1022 < 1344
211 − 2 = 2046 ≥ 1344 → h = 11

プレフィックス長

p = 32 − 11 = 21

答え

p = /21
2.IPv4 サブネット化

答え: x = 160

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

25 = 32

このホストのサブネット

ネットワーク: 172.20.160.0
ブロードキャスト: 172.20.191.255

答え

x = 160
3.コンピュータネットワーク

答え: B · IP アドレスとポート番号の組

これが答えになる理由

TCP コネクションは、送信元の IP とポート、宛先の IP とポートで識別されます。ポートは 1 台のホスト上の多数のアプリケーションを区別します。

答え

B · IP アドレスとポート番号の組
4.コンピュータネットワーク

答え: C · 遅れたセグメントが消滅し、最後の ACK が失われた場合に再送できるようにするため

これが答えになる理由

TIME_WAIT により、失われた最後の ACK を繰り返すことができ、同じアドレスとポートの組が再利用される前に古い重複セグメントが期限切れになります。

答え

C · 遅れたセグメントが消滅し、最後の ACK が失われた場合に再送できるようにするため
5.記数法

答え: N = −30

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。

重みを合計する

ほかのビットは通常の正の重みのままです。

−128 + 64 + 32 + 2 = −30

答え

N = −30
6.記数法

答え: R = 34

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。

1011 0010
AND 0010 0010
= 0010 0010

結果の値

0010 0010₂ = 34

答え

R = 34

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