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 10.212.240.0/20 を、プレフィックス /24 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？
10.212.240.0/20/24
N =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
あるホストのアドレスは 10.20.229.236/29 です。そのサブネットで最後に使えるホストアドレスの第 4 オクテット x はいくつですか？
10.20.229.236/29
x =
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ウイルスが 1 台の PC のファイルを削除する
- D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むずかしい
TCP 輻輳制御の「スロースタート」（slow start）フェーズについて正しいものはどれですか？
- Aウィンドウを 1 セグメントに固定する
- Bしきい値に達するか損失が発生するまで、輻輳ウィンドウを指数関数的に増やす
- Cパケット損失が検出されるまで、ラウンドトリップごとに輻輳ウィンドウを半分にする
- DUDP でのみ使われる
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1011 0011 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？
1011 00118 bit
N =
6.記数法むずかしい
ビットを 0001 1001 AND 0100 1110 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？
0001 1001AND0100 1110
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: N = 16
IPv4 サブネット化：アドレスは 32 ビットです。プレフィックス /p は先頭の何ビットがネットワークを表すかを示し、残りの 32 − p ビットでホストを番号付けします。サブネットには 2³²⁻ᵖ 個のアドレスがありますが、最初（ネットワークアドレス）と最後（ブロードキャストアドレス）はホストに割り当てられないため、2³²⁻ᵖ − 2 台のホストが収まります。 例外：/31（ポイントツーポイントリンク、RFC 3021）は 2 つのアドレスを両方ともホストに使い、/32 は単一のアドレス（単一ホストまたはループバック）です。
借りたビット
24 − 20 = 4
サブネット数
N = 24 = 16
答え
N = 16
各 /24 サブネットには 28 − 2 = 254 個の使えるホストがあります。
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 238
IPv4 サブネット化：アドレスは 32 ビットです。プレフィックス /p は先頭の何ビットがネットワークを表すかを示し、残りの 32 − p ビットでホストを番号付けします。サブネットには 2³²⁻ᵖ 個のアドレスがありますが、最初（ネットワークアドレス）と最後（ブロードキャストアドレス）はホストに割り当てられないため、2³²⁻ᵖ − 2 台のホストが収まります。 例外：/31（ポイントツーポイントリンク、RFC 3021）は 2 つのアドレスを両方ともホストに使い、/32 は単一のアドレス（単一ホストまたはループバック）です。
ブロックサイズ
23 = 8
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊236/8⌋·8 = 232
ブロードキャスト: 232 + 8 − 1 = 239
使えるホスト: 233 … 238
答え
x = 238
3.コンピュータネットワーク
答え: D · 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
D · 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 · しきい値に達するか損失が発生するまで、輻輳ウィンドウを指数関数的に増やす
これが答えになる理由
スロースタートは輻輳ウィンドウを指数関数的に増やします。しきい値を超えると輻輳回避によって線形に増え、損失が発生すると縮小されます。
答え
B · しきい値に達するか損失が発生するまで、輻輳ウィンドウを指数関数的に増やす
5.記数法
答え: N = −77
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 + 32 + 16 + 2 + 1 = −77
答え
N = −77
6.記数法
答え: R = 8
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。
0001 1001
AND 0100 1110
= 0000 1000
結果の値
0000 1000₂ = 8
答え
R = 8
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