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 643 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？

643 hosts

p =

2.IPv4 サブネット化むずかしい

あるルータは次のネットワークへの経路をもっています：10.125.30.0/24, 10.125.31.0/24, 10.125.32.0/24, 10.125.33.0/24。それらすべてをカバーする 1 つの集約経路の最長のプレフィックス長 p はいくつですか？

10.125.30.0/24 … 10.125.33.0/24

p =

3.コンピュータネットワークふつう

従来の共有（半二重）Ethernet はどの媒体アクセス方式を使っていましたか？

Aトークンパッシング
BCSMA/CD
CCSMA/CA
DTDMA

4.コンピュータネットワークむずかしい

DNS クエリは通常 UDP を使います。DNS が代わりに TCP を使うのは通常どのような場合ですか？

AIP アドレスの逆引きの場合だけ
BUDP には大きすぎる応答と、ゾーン転送の場合
CWeb ブラウザーから送られるすべてのクエリの場合
Dドメイン名が 10 文字より長い場合だけ

5.記数法ふつう

8 ビットの 2 の補数で −116 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 = −1168 bit

U =

6.記数法むずかしい

ビットを 0101 1101 XOR 0110 0000 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？

0101 1101XOR0110 0000

R =

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 < 643

2¹⁰ − 2 = 1022 ≥ 643 → 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: p = 18

経路集約：集約経路 a.b.c.0/p は、最初の p ビットが一致するすべてのネットワークをカバーします。最初と最後のネットワークの異なるオクテットを 2 進数で書きます。共通する先頭のビット数に、それより前のオクテットのビット数を加えたものが最長の集約プレフィックスです。

ビットを比べる

30 = 00011110

33 = 00100001

共通する先頭のビット：2

プレフィックス長

p = 16 + 2 = 18

答え

p = /18

集約経路：10.125.0.0/18 （リストにない 60 個のネットワークもカバーします）。

3.コンピュータネットワーク

答え: B · CSMA/CD

これが答えになる理由

衝突検出付きキャリア検知多重アクセス：端末は衝突を検出すると送信をやめ、ランダムなバックオフの後に再試行します。全二重のスイッチ Ethernet には衝突がありません。

答え

B · CSMA/CD

4.コンピュータネットワーク

答え: B · UDP には大きすぎる応答と、ゾーン転送の場合

これが答えになる理由

UDP の応答が切り詰められると、リゾルバーは TCP で再試行します。ネームサーバー間のゾーン転送も大量のデータを運ぶため TCP を使います。

答え

B · UDP には大きすぎる応答と、ゾーン転送の場合

5.記数法

答え: U = 140

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

116 = 0111 0100

反転後: 1000 1011

+1 → 1000 1100

符号なしとして読む

1000 1100₂ = 256 − 116 = 140

答え

U = 140

6.記数法

答え: R = 61

ビットごとに

XOR は、2 つのビットが異なるところで 1 になります。

0101 1101

XOR 0110 0000

= 0011 1101

結果の値

0011 1101₂ = 61

答え

R = 61

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