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 10.125.83.0/24 を、プレフィックス /26 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？

10.125.83.0/24/26

N =

2.IPv4 サブネット化むずかしい

ネットワーク 192.168.221.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 76 ホスト, B: 12 ホスト, C: 35 ホスト, D: 5 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 D 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: 76B: 12C: 35D: 5

x =

3.コンピュータネットワークふつう

TLS は HTTPS にどのようなセキュリティ特性を提供しますか？

A機密性、完全性、サーバー認証
B訪問したサイト上のあらゆるマルウェアとフィッシングからの保護
C読み込みの高速化のみ
Dユーザーの匿名性

4.コンピュータネットワークむずかしい

無限カウント問題はどの種類のルーティングプロトコルで起こり、何がその対策になりますか？

Aスタティックルーティング。デフォルトルートの追加
Bパスベクター型。より長い AS パス
Cディスタンスベクター型。スプリットホライズンとポイズンリバース
Dリンクステート型。リンク更新のフラッディング

5.記数法ふつう

8 ビットの 2 の補数で −102 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 = −1028 bit

U =

6.記数法むずかしい

ビットを 0110 0101 >> 1 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？

0110 0101>> 1

R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: N = 4

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。

借りたビット

26 − 24 = 2

サブネット数

N = 2² = 4

答え

N = 4

各 /26 サブネットには 2⁶ − 2 = 62 個の使えるホストがあります。

2.IPv4 サブネット化

答え: x = 208

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

A: 76 ホスト → 2⁷ = 128 (/25)

C: 35 ホスト → 2⁶ = 64 (/26)

B: 12 ホスト → 2⁴ = 16 (/28)

D: 5 ホスト → 2³ = 8 (/29)

割り当て（大きい順）

A: .0 – .127

C: .128 – .191

B: .192 – .207

D: .208 – .215

答え

x = 208

LAN D：192.168.221.208/29。

3.コンピュータネットワーク

答え: A · 機密性、完全性、サーバー認証

これが答えになる理由

TLS はトラフィックを暗号化し、改ざんを検出し、証明書によってサーバーを認証します（任意でクライアントも認証します）。

答え

A · 機密性、完全性、サーバー認証

4.コンピュータネットワーク

答え: C · ディスタンスベクター型。スプリットホライズンとポイズンリバース

これが答えになる理由

障害の後、ディスタンスベクター型のルーターは古い経路を互いに広告し続け、メトリックがゆっくり増えていくことがあります。スプリットホライズン、ポイズンリバース、メトリックの上限がこれを抑えます。

答え

C · ディスタンスベクター型。スプリットホライズンとポイズンリバース

5.記数法

答え: U = 154

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

102 = 0110 0110

反転後: 1001 1001

+1 → 1001 1010

符号なしとして読む

1001 1010₂ = 256 − 102 = 154

答え

U = 154

6.記数法

答え: R = 50

ビットごとに

1 だけ右にシフトすると、すべてのビットが 1 桁右へ動きます。右端からはみ出したビットは失われ、左側には 0 が入ります。

0110 0101 >> 1

= 0011 0010

結果の値

0011 0010₂ = 50

答え

R = 50

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