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 192.168.149.0/24 を /29 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 2 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？
192.168.149.0/24/29サブネット 2 (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：10.218.64.0/24, 10.218.65.0/24, 10.218.66.0/24。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？
10.218.64.0/24 … 10.218.66.0/24
p =
3.コンピュータネットワークふつう
従来の共有（半二重）Ethernet はどの媒体アクセス方式を使っていましたか？
- ACSMA/CA
- BTDMA
- Cトークンパッシング
- DCSMA/CD
4.コンピュータネットワークむずかしい
Diffie-Hellman 鍵交換は単独で何を実現し、その弱点は何ですか？
- A公開のチャネル上で大量のデータを直接暗号化するが、大きなファイルや動画には遅すぎる
- B公開のチャネル上で共有の秘密を合意するが、単独では中間者攻撃に弱い
- Cパスワードで両方のユーザーを認証するが、中央サーバーが必要である
- DWeb サイトの証明書に署名するが、短い鍵でしか機能しない
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1100 1100 は、符号付き整数を 2 の補数で表しています。10 進数での値 N はいくつですか？
1100 11008 bit
N =
6.記数法むずかしい
ビットを 1101 1100 AND 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 1100AND0001 1011
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 8
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
23 = 8
サブネット番号 2
ネットワーク: (2 − 1)·8 = 8
ブロードキャスト: 8 + 8 − 1 = 15
答え
x = 8
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
64 = 01000000
66 = 01000010
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：10.218.64.0/22 （リストにない 1 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: D · CSMA/CD
これが答えになる理由
衝突検出付きキャリア検知多重アクセス：端末は衝突を検出すると送信をやめ、ランダムなバックオフの後に再試行します。全二重のスイッチ Ethernet には衝突がありません。
答え
D · CSMA/CD
4.コンピュータネットワーク
答え: B · 公開のチャネル上で共有の秘密を合意するが、単独では中間者攻撃に弱い
これが答えになる理由
Diffie-Hellman により、2 者は盗聴者が計算できない同じ秘密を導き出せます。値に署名するなどして認証しない限り、中間にいる攻撃者が双方と別々の交換を行うことができます。
答え
B · 公開のチャネル上で共有の秘密を合意するが、単独では中間者攻撃に弱い
5.記数法
答え: N = −52
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。
重みを合計する
ほかのビットは通常の正の重みのままです。
−128 + 64 + 8 + 4 = −52
答え
N = −52
6.記数法
答え: R = 24
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
AND は、両方のビットが 1 のところだけ 1 になります。
1101 1100
AND 0001 1011
= 0001 1000
結果の値
0001 1000₂ = 24
答え
R = 24
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