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 192.168.75.0/24 を /26 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？
192.168.75.0/24/26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
あるホストのアドレスは 10.20.192.228/27 です。そのサブネットのブロードキャストアドレスの最後の数（第 4 オクテット）x はいくつですか？
10.20.192.228/27
x =
3.コンピュータネットワークふつう
/24 の IPv4 ネットワークで使えるホストアドレスはいくつですか？
- A254
- B252
- C256
- D255
4.コンピュータネットワークむずかしい
LAN 上の攻撃者が、ゲートウェイの IP アドレスを名乗る偽の ARP 応答を送ります。考えられる結果はどれですか？
- Aゲートウェイの IP アドレスが、すべてのルーターで攻撃者のアドレスに永久に変更される
- B被害者がゲートウェイ宛てのトラフィックを攻撃者に送り、中間者攻撃が可能になる
- Cスイッチがすべてのポートを停止する
- Dインターネット全体で DNS クエリがすべて失敗する
5.記数法ふつう
−88 を 8 ビットの 2 の補数パターンで表しなさい。そのパターンを符号なし 2 進数として読むと、10 進数での値 U はいくつですか？
N = −888 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、1402 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？
1402
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 192
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
26 = 64
サブネット番号 4
ネットワーク: (4 − 1)·64 = 192
ブロードキャスト: 192 + 64 − 1 = 255
答え
x = 192
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 255
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: ⌊228/32⌋·32 = 224
ブロードキャスト: 224 + 32 − 1 = 255
使えるホスト: 225 … 254
答え
x = 255
3.コンピュータネットワーク
答え: A · 254
これが答えになる理由
/24 はホスト部が 8 ビットなので、2⁸ = 256 アドレスです。ネットワークアドレスとブロードキャストアドレスが予約されるため、ホストに使えるのは 254 です。
答え
A · 254
4.コンピュータネットワーク
答え: B · 被害者がゲートウェイ宛てのトラフィックを攻撃者に送り、中間者攻撃が可能になる
これが答えになる理由
ARP スプーフィングは、ホストの ARP キャッシュのゲートウェイ IP に攻撃者の MAC を登録させて汚染します。攻撃者はトラフィックを読んだり、改ざんしたり、破棄したりできます。ダイナミック ARP インスペクションが防止に役立ちます。
答え
B · 被害者がゲートウェイ宛てのトラフィックを攻撃者に送り、中間者攻撃が可能になる
5.記数法
答え: U = 168
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。
反転して 1 を足す
88 = 0101 1000
反転後: 1010 0111
+1 → 1010 1000
符号なしとして読む
1010 1000₂ = 256 − 88 = 168
答え
U = 168
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 < 1402
211 = 2048 ≥ 1402
答え
b = 11
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