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 2^k、8 進数 8^k、16 進数 16^k
10 進数へ: Σ d_k·b^k
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 10.220.48.0/20 を、プレフィックス /28 の等しいサブネットに分割します。サブネットはいくつ N ありますか？

10.220.48.0/20/28

N =

2.IPv4 サブネット化むずかしい

ネットワーク 192.168.123.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 56 ホスト, B: 21 ホスト, C: 12 ホスト, D: 87 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 B 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: 56B: 21C: 12D: 87

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？

Aセッション ID やトークンを入れた Cookie によって
B各ユーザーに固定の IP アドレスを与えることによって
CTCP コネクションを何日も開いたままにすることによって
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

サイトが自己署名証明書を提示すると、ブラウザーが警告を出すのはなぜですか？

Aその証明書は常に期限切れだから
Bサイトが HTTPS ではなく HTTP を使っているはずだから
C自己署名証明書はまったく暗号化を使わないので、通信は平文で送られる
Dその鍵がそのサイトのものであることを保証する信頼された認証局がないから

5.記数法ふつう

−49 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 = −498 bit

U =

6.記数法むずかしい

ビットを 0001 1011 << 3 の 8 ビットの結果に設定します。結果の値 R は 10 進でいくつですか？

0001 1011<< 3

R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: N = 256

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).

借りたビット

28 − 20 = 8

サブネット数

N = 2⁸ = 256

答え

N = 256

各 /28 サブネットには 2⁴ − 2 = 14 個の使えるホストがあります。

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 192

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: 87 ホスト → 2⁷ = 128 (/25)

A: 56 ホスト → 2⁶ = 64 (/26)

B: 21 ホスト → 2⁵ = 32 (/27)

C: 12 ホスト → 2⁴ = 16 (/28)

割り当て（大きい順）

D: .0 – .127

A: .128 – .191

B: .192 – .223

C: .224 – .239

答え

x = 192

LAN B：192.168.123.192/27。

3.コンピュータネットワーク

答え: A · 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

A · 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: D · その鍵がそのサイトのものであることを保証する信頼された認証局がないから

これが答えになる理由

ブラウザーは、信頼ストアにある CA が直接または連鎖を通じて署名した証明書を信頼します。自己署名証明書は、中間者を含め誰でも作ることができます。

答え

D · その鍵がそのサイトのものであることを保証する信頼された認証局がないから

5.記数法

答え: U = 207

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

49 = 0011 0001

反転後: 1100 1110

+1 → 1100 1111

符号なしとして読む

1100 1111₂ = 256 − 49 = 207

答え

U = 207

6.記数法

答え: R = 216

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。

ビットごとに

3 だけ左にシフトすると、すべてのビットが 3 桁左へ動きます。左端からはみ出したビットは失われ、右側には 0 が入ります。

0001 1011 << 3

= 1101 1000

結果の値

1101 1000₂ = 216

答え

R = 216

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