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
/?11111111111111111111110000000000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 885 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？

885 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
第 3 オクテット 86 … 90012816403211608141201共通可変

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：10.83.86.0/24, 10.83.87.0/24, 10.83.88.0/24, 10.83.89.0/24, 10.83.90.0/24。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？

10.83.86.0/24 … 10.83.90.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう

10.1.2.3 と同じ /16 サブネットにあるホストはどれですか？

  1. A10.1.200.5
  2. B10.2.2.3
  3. C11.1.2.3
  4. D10.0.2.3
4.コンピュータネットワークむずかしい

IPv6 のフラグメンテーションは IPv4 と比べてどう違いますか？

  1. AIPv6 では 576 バイトより大きいパケットは許されない
  2. BIPv6 ルーターは、転送する前に 64 バイトより大きいすべてのパケットをフラグメント化する
  3. CIPv6 はトランスポート層で TCP の内部でフラグメント化する
  4. Dルーターは IPv6 パケットを決してフラグメント化せず、パス MTU 探索を使って送信元だけがフラグメント化できる
5.記数法ふつう
2 の補数での桁の重み0−12816413211608040211

8 ビットのパターン 0111 0001 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？

0111 00018 bit
N =
6.記数法むずかしい
8 bit1 px1024 px768 pxM = ? KiB

非圧縮の画像が 1024 × 768 ピクセル、1 ピクセルあたり 8 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB（1 KiB = 1024 バイト）ですか？

1024 × 768 px8 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB

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 < 885
210 − 2 = 1022 ≥ 885 → 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 = 20

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

86 = 01010110
90 = 01011010
共通する先頭のビット：4

プレフィックス長

p = 16 + 4 = 20

答え

p = /20

集約経路：10.83.80.0/20 （リストにない 11 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 · 10.1.200.5

これが答えになる理由

/16 では最初の 16 ビット（10.1）がネットワーク部です。それを共有するのは 10.1.200.5 だけなので、10.1.0.0/16 上にあります。

答え

A · 10.1.200.5
4.コンピュータネットワーク

答え: D · ルーターは IPv6 パケットを決してフラグメント化せず、パス MTU 探索を使って送信元だけがフラグメント化できる

これが答えになる理由

IPv6 ルーターは大きすぎるパケットを破棄し、ICMPv6 Packet Too Big を返します。送信元はより小さなパケットを送るか、フラグメント拡張ヘッダーを使います。

答え

D · ルーターは IPv6 パケットを決してフラグメント化せず、パス MTU 探索を使って送信元だけがフラグメント化できる
5.記数法

答え: N = 113

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。

64 + 32 + 16 + 1 = 113

答え

N = 113
6.記数法

答え: M = 768 KiB

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。

ビットとバイト

1024·768·8 = 6291456 bit = 786432 B

KiB に換算する

786432/1024 = 768 KiB

答え

M = 768 KiB

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