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 192.168.10.0/24 を、少なくとも 8 個の同じ大きさのサブネットに分けます。借りるビットをできるだけ少なくすると、各サブネットで使えるホスト数 H はいくつですか？
192.168.10.0/248 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.29.143/25 です。そのサブネットで最後に使えるホストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
10.20.29.143/25
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？
- A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
- 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
- D1 人の攻撃者がユーザーのパスワードを推測する
4.コンピュータネットワークむずかしい
ある TCP コネクションのウィンドウは 64 KB、往復時間は 100 ms で、ウィンドウスケーリングはありません。最大スループットはおよそいくつですか？
- A約 640 Mbit/s
- B約 5 Mbit/s
- C約 50 Mbit/s
- D約 0.5 Mbit/s
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −108 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 = −1088 bit
U =
6.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 800 × 600 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？
800 × 600 px8 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 30
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。
借りるビット数
23 = 8 ≥ 8 → b = 3, /27
サブネットあたりのホスト数
25 − 2 = 30
答え
H = 30
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 254
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
27 = 128
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊143/128⌋·128 = 128
ブロードキャスト: 128 + 128 − 1 = 255
使えるホスト: 129 … 254
答え
x = 254
3.コンピュータネットワーク
答え: A · 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
A · 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: B · 約 5 Mbit/s
これが答えになる理由
スループット ≤ ウィンドウ / RTT = 65,536 × 8 ビット / 0.1 s ≈ 5.2 Mbit/s です。リンクがどれほど速くても変わりません。
答え
B · 約 5 Mbit/s
5.記数法
答え: U = 148
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
108 = 0110 1100
反転後: 1001 0011
+1 → 1001 0100
符号なしとして読む
1001 0100₂ = 256 − 108 = 148
答え
U = 148
6.記数法
答え: M = 468.8 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
800·600·8 = 3840000 bit = 480000 B
KiB に換算する
480000/1024 = 468.75 KiB
答え
M = 468.75 KiB
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