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 10.142.192.0/20 を、プレフィックス /22 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？
10.142.192.0/20/22
N =
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：10.165.82.0/24, 10.165.83.0/24, 10.165.84.0/24。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？
10.165.82.0/24 … 10.165.84.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう
インターネット上で TCP コネクションの一方の端を一意に識別するものは何ですか？
- Aドメイン名だけ
- BIP アドレスとポート番号の組
- CMAC アドレスだけ
- Dサブネットマスクとゲートウェイ
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？
- A証明書を 2 回送ること
- B暗号化の前にデータを圧縮すること
- Cより長いドメイン名を使うこと
- D一時的な Diffie-Hellman 鍵交換による前方秘匿性
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −35 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 = −358 bit
U =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、790 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？
790
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: N = 4
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
22 − 20 = 2
サブネット数
N = 22 = 4
答え
N = 4
各 /22 サブネットには 210 − 2 = 1022 個の使えるホストがあります。
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
82 = 01010010
84 = 01010100
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：10.165.80.0/21 （リストにない 5 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: B · IP アドレスとポート番号の組
これが答えになる理由
TCP コネクションは、送信元の IP とポート、宛先の IP とポートで識別されます。ポートは 1 台のホスト上の多数のアプリケーションを区別します。
答え
B · IP アドレスとポート番号の組
4.コンピュータネットワーク
答え: D · 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
D · 一時的な Diffie-Hellman 鍵交換による前方秘匿性
5.記数法
答え: U = 221
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
35 = 0010 0011
反転後: 1101 1100
+1 → 1101 1101
符号なしとして読む
1101 1101₂ = 256 − 35 = 221
答え
U = 221
6.記数法
答え: b = 10 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
29 = 512 < 790
210 = 1024 ≥ 790
答え
b = 10
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