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。

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1公式と解法

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

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
/?11111111111111111111100000000000ネットワーク部ホスト部

ある部署では、1 つのサブネット内に 1732 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?

1732 hosts
p =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
第 3 オクテット = 190112806413211618141201ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 172.20.190.197/23 です。そのサブネットのブロードキャストアドレスの第 3 オクテット x はいくつですか?

172.20.190.197/23
x =
3.コンピュータネットワークふつう

HTTP はステートレスです。Web サイトは通常どのようにして、複数の要求にわたってユーザーのログイン状態を保ちますか?

  1. ATCP コネクションを何日も開いたままにすることによって
  2. Bセッション ID やトークンを入れた Cookie によって
  3. C各ユーザーに固定の IP アドレスを与えることによって
  4. Dパスワードを URL に保存することによって
4.コンピュータネットワークむずかしい

あるサーバーの秘密鍵が 1 年後に盗まれます。今日記録されたセッションを安全に保つ TLS の特性はどれですか?

  1. A暗号化の前にデータを圧縮すること
  2. B一時的な Diffie-Hellman 鍵交換による前方秘匿性
  3. C証明書を 2 回送ること
  4. Dより長いドメイン名を使うこと
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数0−12806403201608040201

8 ビットの 2 の補数で −96 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 = −968 bit
U =
6.記数法むずかしい
32 ビット、符号なし, N = ?????????????????????????????????

32 ビットに収まる最大の符号なし整数 N はいくつですか?

32 bit
N =

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 < 1732
211 − 2 = 2046 ≥ 1732 → 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: x = 191

IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).

第 3 オクテットのブロックサイズ

21 = 2

このホストのサブネット

ネットワーク: 172.20.190.0
ブロードキャスト: 172.20.191.255

答え

x = 191
3.コンピュータネットワーク

答え: B · セッション ID やトークンを入れた Cookie によって

これが答えになる理由

サーバーはセッション ID やトークンを含む Cookie を設定し、ブラウザーは要求のたびにそれを返すため、サーバーはユーザーを識別できます。

答え

B · セッション ID やトークンを入れた Cookie によって
4.コンピュータネットワーク

答え: B · 一時的な Diffie-Hellman 鍵交換による前方秘匿性

これが答えになる理由

一時的な (EC)DHE では、各セッション鍵は破棄される一時的な値から導かれます。長期的な鍵は交換に署名するだけなので、後でそれが盗まれても過去のトラフィックは復号されません。

答え

B · 一時的な Diffie-Hellman 鍵交換による前方秘匿性
5.記数法

答え: U = 160

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

96 = 0110 0000
反転後: 1001 1111
+1 → 1010 0000

符号なしとして読む

1010 0000₂ = 256 − 96 = 160

答え

U = 160
6.記数法

答え: N = 4.295 × 10⁹

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。

最大値

232 − 1 = 4294967295

答え

N = 4294967295

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