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 192.168.220.0/24 を /27 のサブネットに分割し、最も小さいアドレスから 1、2、3、… と番号をつけます（サブネット 1 は .0 から始まる）。サブネット 4 のブロードキャストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
192.168.220.0/24/27サブネット 4 (サブネット 1 は .0 から始まる)
x =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.16.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 10 ホスト, B: 21 ホスト, C: 71 ホスト, D: 58 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: 10B: 21C: 71D: 58
x =
3.コンピュータネットワークふつう
1500 バイトのパケットを 12 Mbit/s のリンクに送り出すのにどれだけかかりますか（伝送遅延）？
- A1 ms
- B0.125 ms
- C8 ms
- D12 ms
4.コンピュータネットワークむずかしい
SYN フラッド攻撃で、攻撃者が枯渇させようとしているリソースは何ですか？
- Aサーバーのディスク容量
- Bサーバーのハーフオープン接続のテーブル
- Cスイッチの MAC アドレステーブル
- Dクライアントの DNS キャッシュ
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −40 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 = −408 bit
U =
6.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 1280 × 720 ピクセル、1 ピクセルあたり 8 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB（1 KiB = 1024 バイト）ですか？
1280 × 720 px8 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 127
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).
ブロックサイズ
25 = 32
サブネット番号 4
ネットワーク: (4 − 1)·32 = 96
ブロードキャスト: 96 + 32 − 1 = 127
答え
x = 127
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
C: 71 ホスト → 27 = 128 (/25)
D: 58 ホスト → 26 = 64 (/26)
B: 21 ホスト → 25 = 32 (/27)
A: 10 ホスト → 24 = 16 (/28)
割り当て（大きい順）
C: .0 – .127
D: .128 – .191
B: .192 – .223
A: .224 – .239
答え
x = 192
LAN B：192.168.16.192/27。
3.コンピュータネットワーク
答え: A · 1 ms
これが答えになる理由
1500 バイト = 12,000 ビット。12,000 / 12,000,000 bit/s = 0.001 s = 1 ms。伝送遅延はパケットサイズとリンク速度で決まり、距離には依存しません。
答え
A · 1 ms
4.コンピュータネットワーク
答え: B · サーバーのハーフオープン接続のテーブル
これが答えになる理由
SYN のたびにサーバーは状態を確保し、来ることのない ACK を待ちます。SYN Cookie は、ハンドシェイクが完了するまで状態を保存しないことでこれを回避します。
答え
B · サーバーのハーフオープン接続のテーブル
5.記数法
答え: U = 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。
反転して 1 を足す
40 = 0010 1000
反転後: 1101 0111
+1 → 1101 1000
符号なしとして読む
1101 1000₂ = 256 − 40 = 216
答え
U = 216
6.記数法
答え: M = 900 KiB
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。
ビットとバイト
1280·720·8 = 7372800 bit = 921600 B
KiB に換算する
921600/1024 = 900 KiB
答え
M = 900 KiB
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