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 → /2611111111111111111111111111000000网络位主机位

网络 192.168.33.0/24 被划分为若干 /26 子网,从最低地址起编号为 1、2、3、…(子网 1 从 .0 开始)。子网 4 的网络地址的第四个八位组 x 是多少?

192.168.33.0/24/26子网 4 (子网 1 从 .0 开始)
x =
2.IPv4 子网划分困难
最后一个八位组 = 177112806413211608040211网络主机

某主机地址为 10.20.21.177/30。其子网中最后一个可用主机地址的第四个八位组 x 是多少?

10.20.21.177/30
x =
3.计算机网络中等

为什么 Wi-Fi 使用冲突避免(CSMA/CA)而不是冲突检测?

  1. A冲突检测只在光纤线缆上起作用,在共享的无线信道上不起作用
  2. BWi-Fi 每个网络只允许一台设备
  3. C无线站点在发送时无法可靠地检测到冲突
  4. D无线电信号从不发生冲突
4.计算机网络困难

一条路径的带宽为 100 Mbit/s,往返时间为 40 ms。要使其被充分利用,在途数据量必须有多少?

  1. A4 kB
  2. B2.5 MB
  3. C50 kB
  4. D500 kB
5.数制中等
8 位补码?−128?64?32?16?8?4?2?1

把 −3 写成 8 位补码模式。再把该模式当作无符号二进制数读出:它的十进制值 U 是多少?

N = −38 bit
U =
6.数制困难
点击各位来设置012806403201608040201

把各位设置为 0011 1111 >> 1 的 8 位结果。该结果的十进制值 R 是多少?

0011 1111>> 1
R =

3溶液

1.IPv4 子网划分

答案: x = 192

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).

块大小

26 = 64

第 4 个子网

网络: (4 − 1)·64 = 192
广播: 192 + 64 − 1 = 255

答案

x = 192
2.IPv4 子网划分

答案: x = 178

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

22 = 4

该主机所在子网

网络: ⌊177/4⌋·4 = 176
广播: 176 + 4 − 1 = 179
可用主机: 177 … 178

答案

x = 178
3.计算机网络

答案: C · 无线站点在发送时无法可靠地检测到冲突

为什么是这个答案

无线发射机在发送时听不到其他较弱的信号,而且有些站点彼此隐藏。因此 802.11 采用随机退避等待并使用确认。

答案

C · 无线站点在发送时无法可靠地检测到冲突
4.计算机网络

答案: D · 500 kB

为什么是这个答案

带宽时延积为 100 × 10⁶ bit/s × 0.04 s = 4 × 10⁶ 比特 = 500 kB。发送方的窗口必须至少这么大。

答案

D · 500 kB
5.数制

答案: U = 253

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。

取反加一

3 = 0000 0011
取反后: 1111 1100
+1 → 1111 1101

按无符号数读取

1111 1101₂ = 256 − 3 = 253

答案

U = 253
6.数制

答案: R = 31

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。

逐位计算

右移 1 位,把每一位向右移动 1 个位置;从右端移出的位丢失,左侧补入 0。

0011 1111 >> 1
= 0001 1111

结果的值

0001 1111₂ = 31

答案

R = 31

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