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 948 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？
948 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：10.26.21.0/24, 10.26.22.0/24, 10.26.23.0/24, 10.26.24.0/24, 10.26.25.0/24, 10.26.26.0/24, 10.26.27.0/24。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？
10.26.21.0/24 … 10.26.27.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう
送信側がデータの送信を終えたことを示す TCP フラグはどれですか？
- APSH
- BSYN
- CURG
- DFIN
4.コンピュータネットワークむずかしい
Diffie-Hellman 鍵交換は単独で何を実現し、その弱点は何ですか？
- AWeb サイトの証明書に署名するが、短い鍵でしか機能しない
- Bパスワードで両方のユーザーを認証するが、中央サーバーが必要である
- C公開のチャネル上で大量のデータを直接暗号化するが、大きなファイルや動画には遅すぎる
- D公開のチャネル上で共有の秘密を合意するが、単独では中間者攻撃に弱い
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1111 1110 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？
1111 11108 bit
N =
6.記数法むずかしい
ビットを 0011 1010 >> 3 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？
0011 1010>> 3
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 < 948
210 − 2 = 1022 ≥ 948 → 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
21 = 00010101
27 = 00011011
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：10.26.16.0/20 （リストにない 9 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: D · FIN
これが答えになる理由
各側は送るデータがなくなると FIN を送り、相手側がそれを確認応答します。SYN はコネクションを開くためのもので、RST はコネクションを中止します。
答え
D · FIN
4.コンピュータネットワーク
答え: D · 公開のチャネル上で共有の秘密を合意するが、単独では中間者攻撃に弱い
これが答えになる理由
Diffie-Hellman により、2 者は盗聴者が計算できない同じ秘密を導き出せます。値に署名するなどして認証しない限り、中間にいる攻撃者が双方と別々の交換を行うことができます。
答え
D · 公開のチャネル上で共有の秘密を合意するが、単独では中間者攻撃に弱い
5.記数法
答え: N = −2
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。
−128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 = −2
答え
N = −2
6.記数法
答え: R = 7
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
3 だけ右にシフトすると、すべてのビットが 3 桁右へ動きます。右端からはみ出したビットは失われ、左側には 0 が入ります。
0011 1010 >> 3
= 0000 0111
結果の値
0000 0111₂ = 7
答え
R = 7
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