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
あるサブネットはマスク 255.255.255.248 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？
255.255.255.248
H =
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：10.161.123.0/24, 10.161.124.0/24, 10.161.125.0/24, 10.161.126.0/24。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？
10.161.123.0/24 … 10.161.126.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう
Wi-Fi が衝突検出ではなく衝突回避（CSMA/CA）を使うのはなぜですか？
- A無線の端末は送信中に衝突を確実に検出できないから
- B無線信号は決して衝突しないから
- C衝突検出は光ファイバーケーブルでしか機能せず、共有の無線チャネルでは機能しないから
- DWi-Fi では 1 つのネットワークに 1 台のデバイスしか許されないから
4.コンピュータネットワークむずかしい
ある TCP コネクションのウィンドウは 64 KB、往復時間は 100 ms で、ウィンドウスケーリングはありません。最大スループットはおよそいくつですか？
- A約 0.5 Mbit/s
- B約 640 Mbit/s
- C約 5 Mbit/s
- D約 50 Mbit/s
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −25 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 = −258 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 0111 1110 OR 1101 1101 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？
0111 1110OR1101 1101
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 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。
プレフィックス長
255.255.255.248 = /29
使えるホスト数
23 − 2 = 6
答え
H = 6
2.IPv4 サブネット化
答え: p = 21
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
123 = 01111011
126 = 01111110
共通する先頭のビット：5
プレフィックス長
p = 16 + 5 = 21
答え
p = /21
集約経路：10.161.120.0/21 （リストにない 4 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: A · 無線の端末は送信中に衝突を確実に検出できないから
これが答えになる理由
無線の送信機は送信中に他の弱い信号を聞くことができず、互いに隠れている端末もあります。そのため 802.11 はランダムなバックオフ時間を待ち、確認応答を使います。
答え
A · 無線の端末は送信中に衝突を確実に検出できないから
4.コンピュータネットワーク
答え: C · 約 5 Mbit/s
これが答えになる理由
スループット ≤ ウィンドウ / RTT = 65,536 × 8 ビット / 0.1 s ≈ 5.2 Mbit/s です。リンクがどれほど速くても変わりません。
答え
C · 約 5 Mbit/s
5.記数法
答え: U = 231
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
25 = 0001 1001
反転後: 1110 0110
+1 → 1110 0111
符号なしとして読む
1110 0111₂ = 256 − 25 = 231
答え
U = 231
6.記数法
答え: R = 255
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
OR は、少なくとも一方のビットが 1 のところで 1 になります。
0111 1110
OR 1101 1101
= 1111 1111
結果の値
1111 1111₂ = 255
答え
R = 255
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