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
/?11111111111111111111111100000000网络位主机位

某部门在一个子网内需要 129 个主机地址。足够使用的最长前缀 p(最小子网)是多少?

129 hosts
p =
2.IPv4 子网划分困难
最后一个八位组 = 108012816413201618140201网络主机

某主机地址为 10.20.18.108/28。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?

10.20.18.108/28
x =
3.计算机网络中等

NAT(网络地址转换)主要用于:

  1. A为本地网络中的设备把域名转换为 IP 地址
  2. B提高网线的速度
  3. C加密两个站点之间的流量
  4. D让许多使用私有地址的设备共享一个公网 IP 地址
4.计算机网络困难

TCP 拥塞控制的“慢启动”(slow start)阶段:

  1. A仅由 UDP 使用
  2. B每个往返时间都将拥塞窗口减半,直到检测到丢包
  3. C以指数方式增大拥塞窗口,直到达到阈值或发生丢包
  4. D将窗口固定为一个报文段
5.数制中等
补码中的位权1−12816403211608041211

8 位模式 1101 0011 以补码形式存储一个有符号整数。它的十进制值 N 是多少?

1101 00118 bit
N =
6.数制困难
点击各位来设置012806403201608040201

把各位设置为 0101 0000 >> 2 的 8 位结果。该结果的十进制值 R 是多少?

0101 0000>> 2
R =

3溶液

1.IPv4 子网划分

答案: p = 24

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)。

所需主机位

27 − 2 = 126 < 129
28 − 2 = 254 ≥ 129 → h = 8

前缀长度

p = 32 − 8 = 24

答案

p = /24
2.IPv4 子网划分

答案: x = 110

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

24 = 16

该主机所在子网

网络: ⌊108/16⌋·16 = 96
广播: 96 + 16 − 1 = 111
可用主机: 97 … 110

答案

x = 110
3.计算机网络

答案: D · 让许多使用私有地址的设备共享一个公网 IP 地址

为什么是这个答案

NAT 改写地址(和端口),使私有网络能够通过较少的公网地址访问互联网。

答案

D · 让许多使用私有地址的设备共享一个公网 IP 地址
4.计算机网络

答案: C · 以指数方式增大拥塞窗口,直到达到阈值或发生丢包

为什么是这个答案

慢启动以指数方式增大拥塞窗口;超过阈值后,拥塞避免阶段以线性方式增大窗口,而丢包会使窗口减小。

答案

C · 以指数方式增大拥塞窗口,直到达到阈值或发生丢包
5.数制

答案: N = −45

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。

位权相加

其余各位保持正常的正权值。

−128 + 64 + 16 + 2 + 1 = −45

答案

N = −45
6.数制

答案: R = 20

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 2 位,把每一位向右移动 2 个位置;从右端移出的位丢失,左侧补入 0。

0101 0000 >> 2
= 0001 0100

结果的值

0001 0100₂ = 20

答案

R = 20

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