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
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。
1公式と解法
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
ある部署では、1 つのサブネット内に 1527 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？
1527 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 10.20.11.138/28 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？
10.20.11.138/28
x =
3.コンピュータネットワークふつう
TCP の 3 ウェイハンドシェイクの目的は何ですか？
- Aコネクションをすばやく切断すること
- Bコネクションを確立し、シーケンス番号を同期すること
- Cデータを送る前に、ホストの IP アドレスを見つけること
- Dデータを暗号化すること
4.コンピュータネットワークむずかしい
HTTP/1.1 の持続的接続（keep-alive）の主な利点は何ですか？
- Aサーバーが UDP で更新をプッシュできる
- B複数の要求が 1 つの TCP コネクションを再利用し、ハンドシェイクの繰り返しを避けられる
- C1 つのストリーム上で応答が任意の順序で届くので、遅い応答が他をブロックしない
- DTLS なしでもコネクションが暗号化されたままになる
5.記数法ふつう
−93 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 = −938 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、3422 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？
3422
b = bit
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 < 1527
211 − 2 = 2046 ≥ 1527 → 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 = 142
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
24 = 16
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊138/16⌋·16 = 128
ブロードキャスト: 128 + 16 − 1 = 143
使えるホスト: 129 … 142
答え
x = 142
3.コンピュータネットワーク
答え: B · コネクションを確立し、シーケンス番号を同期すること
これが答えになる理由
ハンドシェイクは、データ送信前にコネクションを確立し、双方の初期シーケンス番号を取り決めます。
答え
B · コネクションを確立し、シーケンス番号を同期すること
4.コンピュータネットワーク
答え: B · 複数の要求が 1 つの TCP コネクションを再利用し、ハンドシェイクの繰り返しを避けられる
これが答えになる理由
コネクションを再利用すると、オブジェクトごとの新たなハンドシェイクとスロースタートを避けられるため、多数のリソースを持つページが速く読み込まれます。
答え
B · 複数の要求が 1 つの TCP コネクションを再利用し、ハンドシェイクの繰り返しを避けられる
5.記数法
答え: U = 163
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
93 = 0101 1101
反転後: 1010 0010
+1 → 1010 0011
符号なしとして読む
1010 0011₂ = 256 − 93 = 163
答え
U = 163
6.記数法
答え: b = 12 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
211 = 2048 < 3422
212 = 4096 ≥ 3422
答え
b = 12
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