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 1749 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？
1749 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：10.106.8.0/24, 10.106.9.0/24, 10.106.10.0/24, 10.106.11.0/24, 10.106.12.0/24, 10.106.13.0/24, 10.106.14.0/24。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？
10.106.8.0/24 … 10.106.14.0/24
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？
- A11.1.2.3
- B10.2.2.3
- C10.0.2.3
- D10.1.200.5
4.コンピュータネットワークむずかしい
DNS キャッシュポイズニング攻撃の目的は何ですか？
- ADNS サーバーを削除すること
- BWi-Fi のパスワードを盗むこと
- Cサーバーをトラフィックで過負荷にして、問い合わせに応答できなくすること
- Dリゾルバーにドメインの偽の IP アドレスを保存させること
5.記数法ふつう
−112 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 = −1128 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、3901 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？
3901
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: p = 21
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
210 − 2 = 1022 < 1749
211 − 2 = 2046 ≥ 1749 → h = 11
プレフィックス長
p = 32 − 11 = 21
答え
p = /21
2.IPv4 サブネット化
答え: p = 21
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
8 = 00001000
14 = 00001110
共通する先頭のビット：5
プレフィックス長
p = 16 + 5 = 21
答え
p = /21
集約経路：10.106.8.0/21 （リストにない 1 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 · 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
D · 10.1.200.5
4.コンピュータネットワーク
答え: D · リゾルバーにドメインの偽の IP アドレスを保存させること
これが答えになる理由
ポイズニングはリゾルバーのキャッシュに偽造レコードを挿入します。DNSSEC は署名を追加し、リゾルバーがレコードを検証できるようにします。
答え
D · リゾルバーにドメインの偽の IP アドレスを保存させること
5.記数法
答え: U = 144
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
112 = 0111 0000
反転後: 1000 1111
+1 → 1001 0000
符号なしとして読む
1001 0000₂ = 256 − 112 = 144
答え
U = 144
6.記数法
答え: b = 12 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
211 = 2048 < 3901
212 = 4096 ≥ 3901
答え
b = 12
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