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
ネットワーク 192.168.223.0/24 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 4 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？
192.168.223.0/24/27サブネット 4 (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
ネットワーク 192.168.142.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 8 ホスト, B: 23 ホスト, C: 58 ホスト, D: 117 ホスト。サブネットは .0 から順に、ホスト数が最も多い LAN から、収まる最小のサブネットで割り当てます。LAN A 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？
A: 8B: 23C: 58D: 117
x =
3.コンピュータネットワークふつう
分散型サービス拒否（DDoS）攻撃の特徴はどれですか？
- A1 人の攻撃者がユーザーのパスワードを推測する
- B攻撃者が近くの車から、暗号化されていない Wi-Fi のトラフィックを読む
- Cウイルスが 1 台の PC のファイルを削除する
- D乗っ取られた多数のマシンが標的にトラフィックを大量に送りつける
4.コンピュータネットワークむずかしい
ある学生が自宅の NAT ルーターの内側の PC でゲームサーバーを動かしています。インターネット上の友人が接続できません。通常の解決策は何ですか？
- Aルーターで PC のプライベートアドレスへのポートフォワーディングを設定する
- Bルーターが外部から見つけられるよう、PC に別の MAC アドレスを与える
- CPC のサブネットマスクを /32 に変える
- DPC の DNS クライアントを無効にする
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −104 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 = −1048 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、1290 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？
1290
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 96
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
サブネット番号 4
ネットワーク: (4 − 1)·32 = 96
ブロードキャスト: 96 + 32 − 1 = 127
答え
x = 96
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 224
VLSM：各 LAN には 2ʰ − 2 ≥ ホスト数 となる最小のサブネット、つまりプレフィックス 32 − h を割り当てます。大きいサブネットから割り当てると、各ブロックは自身のサイズの倍数にそろうので、ネットワークアドレスはブロックサイズを足し合わせて求まります。
LAN ごとのブロックサイズ
D: 117 ホスト → 27 = 128 (/25)
C: 58 ホスト → 26 = 64 (/26)
B: 23 ホスト → 25 = 32 (/27)
A: 8 ホスト → 24 = 16 (/28)
割り当て（大きい順）
D: .0 – .127
C: .128 – .191
B: .192 – .223
A: .224 – .239
答え
x = 224
LAN A：192.168.142.224/28。
3.コンピュータネットワーク
答え: D · 乗っ取られた多数のマシンが標的にトラフィックを大量に送りつける
これが答えになる理由
DDoS 攻撃では多数の送信元がサーバーやリンクを圧倒し、正当なユーザーがサービスを受けられなくなります。送信元が多いため、単純な遮断は困難です。
答え
D · 乗っ取られた多数のマシンが標的にトラフィックを大量に送りつける
4.コンピュータネットワーク
答え: A · ルーターで PC のプライベートアドレスへのポートフォワーディングを設定する
これが答えになる理由
NAT は内側から開始された接続についてのみ対応表を作ります。ポートフォワーディングのルールがグローバル側のポートを内部ホストに対応づけるため、着信接続が届くようになります。
答え
A · ルーターで PC のプライベートアドレスへのポートフォワーディングを設定する
5.記数法
答え: U = 152
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
104 = 0110 1000
反転後: 1001 0111
+1 → 1001 1000
符号なしとして読む
1001 1000₂ = 256 − 104 = 152
答え
U = 152
6.記数法
答え: b = 11 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
210 = 1024 < 1290
211 = 2048 ≥ 1290
答え
b = 11
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