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 192.168.244.0/24 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？
192.168.244.0/24/27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 192.168.141.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 21 ホスト, B: 42 ホスト, C: 17 ホスト, D: 4 ホスト, E: 14 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 C 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: 21B: 42C: 17D: 4E: 14
x =
3.コンピュータネットワークふつう
TLS は通常、非対称暗号と対称暗号をどのように使いますか？
- A最初から最後まで非対称暗号だけを使う
- B固定の共有パスワードで対称暗号だけを使う
- C対称方式で鍵を合意して認証し、非対称暗号ですべてのデータを暗号化する
- D非対称方式で鍵を合意して認証し、対称暗号でデータを暗号化する
4.コンピュータネットワークむずかしい
TCP コネクションを先に閉じた側が、最大セグメント生存時間の 2 倍の間 TIME_WAIT 状態にとどまるのはなぜですか？
- A遅れたセグメントが消滅し、最後の ACK が失われた場合に再送できるようにするため
- B暗号鍵を後で再利用できるよう保持するため
- CDNS キャッシュの期限切れを待つため
- D経路上のルーターが、次のコネクションに備えてルーティングテーブルを更新できるようにするため
5.記数法ふつう
−83 を 8 ビットの 2 の補数パターンで表しなさい。そのパターンを符号なし 2 進数として読むと、10 進数での値 U はいくつですか？
N = −838 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 1101 0001 << 3 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 0001<< 3
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 96
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 = 96
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 96
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
B: 42 ホスト → 26 = 64 (/26)
A: 21 ホスト → 25 = 32 (/27)
C: 17 ホスト → 25 = 32 (/27)
E: 14 ホスト → 24 = 16 (/28)
D: 4 ホスト → 23 = 8 (/29)
割り当て（大きい順）
B: .0 – .63
A: .64 – .95
C: .96 – .127
E: .128 – .143
D: .144 – .151
答え
x = 96
LAN C：192.168.141.96/27。
3.コンピュータネットワーク
答え: D · 非対称方式で鍵を合意して認証し、対称暗号でデータを暗号化する
これが答えになる理由
公開鍵方式と証明書で共有の秘密を確立し、身元を証明します。その後、AES のような高速な対称暗号が大量のデータを保護します。
答え
D · 非対称方式で鍵を合意して認証し、対称暗号でデータを暗号化する
4.コンピュータネットワーク
答え: A · 遅れたセグメントが消滅し、最後の ACK が失われた場合に再送できるようにするため
これが答えになる理由
TIME_WAIT により、失われた最後の ACK を繰り返すことができ、同じアドレスとポートの組が再利用される前に古い重複セグメントが期限切れになります。
答え
A · 遅れたセグメントが消滅し、最後の ACK が失われた場合に再送できるようにするため
5.記数法
答え: U = 173
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。
反転して 1 を足す
83 = 0101 0011
反転後: 1010 1100
+1 → 1010 1101
符号なしとして読む
1010 1101₂ = 256 − 83 = 173
答え
U = 173
6.記数法
答え: R = 136
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
3 だけ左にシフトすると、すべてのビットが 3 桁左へ動きます。左端からはみ出したビットは失われ、右側には 0 が入ります。
1101 0001 << 3
= 1000 1000
結果の値
1000 1000₂ = 136
答え
R = 136
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