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 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
/24 → /2611111111111111111111111111000000ネットワーク部ホスト部

ネットワーク 192.168.10.0/24 を、少なくとも 4 個の同じ大きさのサブネットに分けます。借りるビットをできるだけ少なくすると、各サブネットで使えるホスト数 H はいくつですか？

192.168.10.0/244 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
最後のオクテット = 160112806413201608040201ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 10.20.199.160/29 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？

10.20.199.160/29
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？

  1. Aフレームが 1 つのポートには大きすぎるから
  2. Bスイッチがルーターとして動作しているから
  3. C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. 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

SYN フラッド攻撃で、攻撃者が枯渇させようとしているリソースは何ですか？

  1. Aサーバーのディスク容量
  2. Bサーバーのハーフオープン接続のテーブル
  3. Cクライアントの DNS キャッシュ
  4. Dスイッチの MAC アドレステーブル
5.記数法ふつう
2 の補数での桁の重み1−12806403201618140201

8 ビットのパターン 1000 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？

1000 11008 bit
N =
6.記数法むずかしい
32 bit1 px512 px512 pxM = ? KiB

非圧縮の画像が 512 × 512 ピクセル、1 ピクセルあたり 32 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB（1 KiB = 1024 バイト）ですか？

512 × 512 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: H = 62

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。

借りるビット数

22 = 4 ≥ 4 → b = 2, /26

サブネットあたりのホスト数

26 − 2 = 62

答え

H = 62
2.IPv4 サブネット化

答え: x = 166

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: ⌊160/8⌋·8 = 160
ブロードキャスト: 160 + 8 − 1 = 167
使えるホスト: 161 … 166

答え

x = 166
3.コンピュータネットワーク

答え: C · 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

C · 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: B · サーバーのハーフオープン接続のテーブル

これが答えになる理由

SYN のたびにサーバーは状態を確保し、来ることのない ACK を待ちます。SYN Cookie は、ハンドシェイクが完了するまで状態を保存しないことでこれを回避します。

答え

B · サーバーのハーフオープン接続のテーブル
5.記数法

答え: N = −116

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 + 8 + 4 = −116

答え

N = −116
6.記数法

答え: M = 1024 KiB

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。

ビットとバイト

512·512·32 = 8388608 bit = 1048576 B

KiB に換算する

1048576/1024 = 1024 KiB

答え

M = 1024 KiB

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