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
あるサブネットはマスク 255.255.255.192 を使っています。使えるホストアドレスはいくつ H ありますか？
255.255.255.192
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
ネットワーク 192.168.212.0/24 を、次の LAN 用に VLSM で分割します：A: 54 ホスト, B: 16 ホスト, C: 37 ホスト, D: 7 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: 54B: 16C: 37D: 7
x =
3.コンピュータネットワークふつう
スイッチが、フレームを受信したポート以外のすべてのポートに送り出すことがあるのはなぜですか？
- A宛先の MAC アドレスがまだアドレステーブルにないから
- Bフレームが 1 つのポートには大きすぎるから
- Cスイッチがルーターとして動作しているから
- Dフレームの IP チェックサムが誤っており、すべてのホストが確認しなければならないから
4.コンピュータネットワークむずかしい
あるサーバーの秘密鍵が 1 年後に盗まれます。今日記録されたセッションを安全に保つ TLS の特性はどれですか？
- Aより長いドメイン名を使うこと
- B証明書を 2 回送ること
- C一時的な Diffie-Hellman 鍵交換による前方秘匿性
- D暗号化の前にデータを圧縮すること
5.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1010 1010 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？
1010 10108 bit
N =
6.記数法むずかしい
あるシステムで、4817 個の項目それぞれに同じ長さの固有の 2 進コードを割り当てます。必要なビット数 b は最小でいくつですか？
4817
b = bit
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: H = 62
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).
プレフィックス長
255.255.255.192 = /26
使えるホスト数
26 − 2 = 62
答え
H = 62
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 64
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
A: 54 ホスト → 26 = 64 (/26)
C: 37 ホスト → 26 = 64 (/26)
B: 16 ホスト → 25 = 32 (/27)
D: 7 ホスト → 24 = 16 (/28)
割り当て（大きい順）
A: .0 – .63
C: .64 – .127
B: .128 – .159
D: .160 – .175
答え
x = 64
LAN C：192.168.212.64/26。
3.コンピュータネットワーク
答え: A · 宛先の MAC アドレスがまだアドレステーブルにないから
これが答えになる理由
未知のユニキャストアドレスに対して、スイッチはフレームをフラッディングします。宛先が応答すると、スイッチは送信元 MAC からそのポートを学習します。
答え
A · 宛先の MAC アドレスがまだアドレステーブルにないから
4.コンピュータネットワーク
答え: C · 一時的な Diffie-Hellman 鍵交換による前方秘匿性
これが答えになる理由
一時的な (EC)DHE では、各セッション鍵は破棄される一時的な値から導かれます。長期的な鍵は交換に署名するだけなので、後でそれが盗まれても過去のトラフィックは復号されません。
答え
C · 一時的な Diffie-Hellman 鍵交換による前方秘匿性
5.記数法
答え: N = −86
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 + 8 + 2 = −86
答え
N = −86
6.記数法
答え: b = 13 bit
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。
2 のべき乗
212 = 4096 < 4817
213 = 8192 ≥ 4817
答え
b = 13
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