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 192.168.70.0/24 を /25 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？
192.168.70.0/24/25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
あるホストのアドレスは 10.20.226.79/25 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？
10.20.226.79/25
x =
3.コンピュータネットワークふつう
スイッチは通常 OSI のどの層で動作しますか？
- A物理層（レイヤー 1）
- Bネットワーク層（レイヤー 3）
- Cトランスポート層（レイヤー 4）
- Dデータリンク層（レイヤー 2）
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暗号化の前にデータを圧縮すること
- Bより長いドメイン名を使うこと
- C一時的な Diffie-Hellman 鍵交換による前方秘匿性
- D証明書を 2 回送ること
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −11 を格納するようにビットを設定します。符号なしの数として読むと、このパターンの値 U はいくつですか？
N = −118 bit
U =
6.記数法むずかしい
ビットを 0111 0110 XOR 1111 0100 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？
0111 0110XOR1111 0100
R =
3溶液
1.IPv4 サブネット化
答え: x = 128
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
27 = 128
サブネット番号 2
ネットワーク: (2 − 1)·128 = 128
ブロードキャスト: 128 + 128 − 1 = 255
答え
x = 128
2.IPv4 サブネット化
答え: x = 126
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
27 = 128
このホストのサブネット
ネットワーク: ⌊79/128⌋·128 = 0
ブロードキャスト: 0 + 128 − 1 = 127
使えるホスト: 1 … 126
答え
x = 126
3.コンピュータネットワーク
答え: D · データリンク層（レイヤー 2）
これが答えになる理由
一般的なスイッチは MAC アドレスを学習し、レイヤー 2 でフレームを転送します。レイヤー 3 スイッチはルーティングも行います。
答え
D · データリンク層（レイヤー 2）
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: U = 245
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。
反転して 1 を足す
11 = 0000 1011
反転後: 1111 0100
+1 → 1111 0101
符号なしとして読む
1111 0101₂ = 256 − 11 = 245
答え
U = 245
6.記数法
答え: R = 130
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
XOR は、2 つのビットが異なるところで 1 になります。
0111 0110
XOR 1111 0100
= 1000 0010
結果の値
1000 0010₂ = 130
答え
R = 130
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