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 192.168.15.0/24 を /28 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 12 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？

192.168.15.0/24/28サブネット 12 (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

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：10.104.176.0/24, 10.104.177.0/24, 10.104.178.0/24, 10.104.179.0/24。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？

10.104.176.0/24 … 10.104.179.0/24

p =

3.コンピュータネットワークふつう

分散型サービス拒否（DDoS）攻撃の特徴はどれですか？

A攻撃者が近くの車から、暗号化されていない Wi-Fi のトラフィックを読む
B1 人の攻撃者がユーザーのパスワードを推測する
C乗っ取られた多数のマシンが標的にトラフィックを大量に送りつける
Dウイルスが 1 台の PC のファイルを削除する

4.コンピュータネットワークむずかしい

衝突を繰り返した後、従来の Ethernet の端末は、毎回 2 倍になる範囲から待ち時間を選びます。なぜですか？

A共有ケーブル上で、MAC アドレスが最も大きい端末を優先するため
B多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため
Cすべての端末を 1 つのクロックに同期させるため
Dケーブルが信号をより遠くまで運べるようにするため

5.記数法ふつう

8 ビットの 2 の補数で −105 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 = −1058 bit

U =

6.記数法むずかしい

ビットを 1101 1111 OR 0001 1011 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？

1101 1111OR0001 1011

R =

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: x = 176

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

2⁴ = 16

サブネット番号 12

ネットワーク: (12 − 1)·16 = 176

ブロードキャスト: 176 + 16 − 1 = 191

答え

x = 176

2.IPv4 サブネット化

答え: p = 22

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

176 = 10110000

179 = 10110011

共通する先頭のビット：6

プレフィックス長

p = 16 + 6 = 22

答え

p = /22

集約経路：10.104.176.0/22

3.コンピュータネットワーク

答え: C · 乗っ取られた多数のマシンが標的にトラフィックを大量に送りつける

これが答えになる理由

DDoS 攻撃では多数の送信元がサーバーやリンクを圧倒し、正当なユーザーがサービスを受けられなくなります。送信元が多いため、単純な遮断は困難です。

答え

C · 乗っ取られた多数のマシンが標的にトラフィックを大量に送りつける

4.コンピュータネットワーク

答え: B · 多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため

これが答えになる理由

衝突が重なるほど競合が多いことを示すため、ランダムな範囲を広げると、端末が異なるスロットを選ぶ可能性が高くなります。中央の制御なしに負荷に適応します。

答え

B · 多数の端末が競合しているときに再び衝突する確率を下げるため

5.記数法

答え: U = 151

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

105 = 0110 1001

反転後: 1001 0110

+1 → 1001 0111

符号なしとして読む

1001 0111₂ = 256 − 105 = 151

答え

U = 151

6.記数法

答え: R = 223

ビットごとに

OR は、少なくとも一方のビットが 1 のところで 1 になります。

1101 1111

OR 0001 1011

= 1101 1111

結果の値

1101 1111₂ = 223

答え

R = 223

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