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
/24 → /2711111111111111111111111111100000ネットワーク部ホスト部

ネットワーク 192.168.215.0/24 を /27 のサブネットに分割し、最も小さいアドレスから 1、2、3、… と番号をつけます(サブネット 1 は .0 から始まる)。サブネット 7 のネットワークアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか?

192.168.215.0/24/27サブネット 7 (サブネット 1 は .0 から始まる)
x =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
最後のオクテット = 51012806413211608041211ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 10.20.12.51/27 です。そのネットワークアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか?

10.20.12.51/27
x =
3.コンピュータネットワークふつう

/20 に対応するサブネットマスクはどれですか?

  1. A255.255.248.0
  2. B255.255.240.0
  3. C255.255.224.0
  4. D255.255.255.240
4.コンピュータネットワークむずかしい

アドレス不足への対策として IPv6 に NAT が不要なのはなぜですか?

  1. AIPv6 はアドレスを使わないから
  2. B128 ビットのアドレス空間が十分に大きく、すべてのデバイスにグローバルアドレスを割り当てられるから
  3. CIPv6 はローカルネットワークでしか動作せず、アドレスをグローバルに共有する必要が決してないから
  4. DIPv6 はすべてのアドレスを暗号化するから
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 −45 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 = −458 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 1111 0011 AND 1100 0011 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?

1111 0011AND1100 0011
R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: x = 192

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).

ブロックサイズ

25 = 32

サブネット番号 7

ネットワーク: (7 − 1)·32 = 192
ブロードキャスト: 192 + 32 − 1 = 223

答え

x = 192
2.IPv4 サブネット化

答え: x = 32

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

25 = 32

このホストのサブネット

ネットワーク: ⌊51/32⌋·32 = 32
ブロードキャスト: 32 + 32 − 1 = 63
使えるホスト: 33 … 62

答え

x = 32
3.コンピュータネットワーク

答え: B · 255.255.240.0

これが答えになる理由

/20 は 8 + 8 + 4 個の 1 のビットを意味します。第 3 オクテットの 4 つの 1 のビットは 11110000 = 240 なので、マスクは 255.255.240.0 です。

答え

B · 255.255.240.0
4.コンピュータネットワーク

答え: B · 128 ビットのアドレス空間が十分に大きく、すべてのデバイスにグローバルアドレスを割り当てられるから

これが答えになる理由

IPv6 には約 3.4 × 10³⁸ 個のアドレスがあるため、IPv4 で NAT が必要になったアドレス不足は解消されます。セキュリティは引き続きファイアウォールが担います。

答え

B · 128 ビットのアドレス空間が十分に大きく、すべてのデバイスにグローバルアドレスを割り当てられるから
5.記数法

答え: U = 211

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

45 = 0010 1101
反転後: 1101 0010
+1 → 1101 0011

符号なしとして読む

1101 0011₂ = 256 − 45 = 211

答え

U = 211
6.記数法

答え: R = 195

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。

1111 0011
AND 1100 0011
= 1100 0011

結果の値

1100 0011₂ = 195

答え

R = 195

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