计算机网络：速成包

公式表、每个专题的关键方法步骤和 6 道练习题，完整解答附在最后。

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1公式与方法

IPv4 子网划分

每个子网的主机数
2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
块大小
256 − (mask octet)
网络地址
IP AND 掩码
广播地址
IP OR (NOT 掩码)：主机位全部置 1
借用 n 位得到的子网数
2n

数制

位权
二进制 2k，八进制 8k，十六进制 16k
转为十进制
Σ dk·bk
从十进制转换
除以基数，余数从下往上读
十六进制 ↔ 二进制
一位十六进制数 = 4 位二进制
二进制补码
按位取反后加 1

2练习题

1.IPv4 子网划分中等
/24 → /2511111111111111111111111110000000网络位主机位

网络 192.168.53.0/24 被划分为若干 /25 子网，从最低地址起编号为 1、2、3、…（子网 1 从 .0 开始）。子网 2 的广播地址的第四个八位组 x 是多少？

192.168.53.0/24/25子网 2 (子网 1 从 .0 开始)
x =
2.IPv4 子网划分困难
第三个八位组 = 122012816413211618041201网络主机

一台主机的地址为 172.20.122.121/21。其网络地址的第三个八位组 x 是多少？

172.20.122.121/21
x =
3.计算机网络中等

TLS 通常如何使用非对称加密和对称加密？

  1. A非对称方法用于协商密钥和认证；对称密码用于加密数据
  2. B只使用对称加密，配合一个固定的共享密码
  3. C全程只使用非对称加密
  4. D对称方法用于协商密钥和认证；非对称密码用于加密全部数据
4.计算机网络困难

Diffie-Hellman 密钥交换本身能实现什么？它的弱点是什么？

  1. A它在公开信道上直接加密大量数据，但对于大文件和视频来说太慢了
  2. B它为网站签发证书，但只适用于短密钥
  3. C它在公开信道上协商出共享密钥，但单独使用时易受中间人攻击
  4. D它用密码认证双方用户，但需要一台中央服务器
5.数制中等
8 位补码0−12806403201608040201

设置各位，使其以 8 位补码存储 −77。按无符号数读取，该位模式的值 U 是多少？

N = −778 bit
U =
6.数制困难
3002 个编码，b = ? 位?2ᵇ⁻¹…?4?2?1

某系统要为 3002 个项目中的每一个分配一个长度相同的独立二进制编码。最少需要多少位 b？

3002
b = bit

3溶液

1.IPv4 子网划分

答案: x = 255

IPv4 子网划分：一个地址有 32 位。前缀 /p 表示前面多少位标识网络；其余 32 − p 位为主机编号。一个子网有 2³²⁻ᵖ 个地址，但第一个（网络地址）和最后一个（广播地址）不能分配给主机，所以可容纳 2³²⁻ᵖ − 2 台主机。 例外：/31（点对点链路，RFC 3021）的 2 个地址都用于主机，/32 只有一个地址（单个主机或环回地址）。

块大小

27 = 128

第 2 个子网

网络: (2 − 1)·128 = 128
广播: 128 + 128 − 1 = 255

答案

x = 255
2.IPv4 子网划分

答案: x = 120

IPv4 子网划分：一个地址有 32 位。前缀 /p 表示前面多少位标识网络；其余 32 − p 位为主机编号。一个子网有 2³²⁻ᵖ 个地址，但第一个（网络地址）和最后一个（广播地址）不能分配给主机，所以可容纳 2³²⁻ᵖ − 2 台主机。 例外：/31（点对点链路，RFC 3021）的 2 个地址都用于主机，/32 只有一个地址（单个主机或环回地址）。

第三个八位组中的块大小

23 = 8

该主机所在子网

网络: 172.20.120.0
广播: 172.20.127.255

答案

x = 120
3.计算机网络

答案: A · 非对称方法用于协商密钥和认证；对称密码用于加密数据

为什么是这个答案

公钥方法和证书用于建立共享密钥并证明身份。随后由 AES 等快速对称密码保护大量数据。

答案

A · 非对称方法用于协商密钥和认证；对称密码用于加密数据
4.计算机网络

答案: C · 它在公开信道上协商出共享密钥，但单独使用时易受中间人攻击

为什么是这个答案

Diffie-Hellman 让双方推导出同一个窃听者无法计算的密钥。除非对交换的值进行签名或以其他方式认证，否则中间的攻击者可以分别与每一方进行独立的交换。

答案

C · 它在公开信道上协商出共享密钥，但单独使用时易受中间人攻击
5.数制

答案: U = 179

设置比特位：每一位对应 2 的一个幂（128、64、…、1）。一个十六进制数字恰好是四位，在 8 位补码中最左边的位权重为 −128。按位运算对每个位位置分别进行。

取反加一

77 = 0100 1101
取反后: 1011 0010
+1 → 1011 0011

按无符号数读取

1011 0011₂ = 256 − 77 = 179

答案

U = 179
6.数制

答案: b = 12 bit

位置计数制：每个数位的值等于该数字乘以基数的某次幂。二进制各位的权为 1、2、4、8、16、……；十六进制为 1、16、256、……，A–F 代表 10–15。在 8 位补码中，最左边一位的权是 −128 而不是 +128，负数就是这样存储的。

2 的幂

211 = 2048 < 3002
212 = 4096 ≥ 3002

答案

b = 12

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