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 → /2711111111111111111111111111100000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 8 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？

192.168.10.0/248 subnets
H =
2.IPv4 サブネット化むずかしい
最後のオクテット = 243112816413211608041211ネットワークホスト

あるホストのアドレスは 10.20.230.243/25 です。そ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？

10.20.230.243/25
x =
3.コンピュータネットワークふつう

10.1.2.3 と同じ /16 サブネットにあるホストはどれですか？

  1. A10.2.2.3
  2. B11.1.2.3
  3. C10.1.200.5
  4. D10.0.2.3
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スイッチの MAC アドレステーブル
  3. Cサーバーのハーフオープン接続のテーブル
  4. Dクライアントの DNS キャッシュ
5.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数0−12806403201608040201

8 ビットの 2 の補数で −109 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 = −1098 bit
U =
6.記数法むずかしい
1639 個の符号、b = ? ビット?2ᵇ⁻¹…?4?2?1

あるシステムで、1639 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？

1639
b = bit

3溶液

1.IPv4 サブネット化

答え: H = 30

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

23 = 8 ≥ 8 → b = 3, /27

サブネットあたりのホスト数

25 − 2 = 30

答え

H = 30
2.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

このホストのサブネット

ネットワーク: ⌊243/128⌋·128 = 128
ブロードキャスト: 128 + 128 − 1 = 255
使えるホスト: 129 … 254

答え

x = 128
3.コンピュータネットワーク

答え: C · 10.1.200.5

これが答えになる理由

/16 では最初の 16 ビット（10.1）がネットワーク部です。それを共有するのは 10.1.200.5 だけなので、10.1.0.0/16 上にあります。

答え

C · 10.1.200.5
4.コンピュータネットワーク

答え: C · 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

C · 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: U = 147

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

109 = 0110 1101
反転後: 1001 0010
+1 → 1001 0011

符号なしとして読む

1001 0011₂ = 256 − 109 = 147

答え

U = 147
6.記数法

答え: b = 11 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

210 = 1024 < 1639
211 = 2048 ≥ 1639

答え

b = 11

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