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
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。
1公式与方法
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
网络 192.168.10.0/24 需要划分为至少 20 个相等的子网。若借用尽可能少的位，每个子网有多少可用主机 H？
192.168.10.0/2420 subnets
H =
2.IPv4 子网划分困难
一台主机的地址为 172.20.234.135/22。其网络地址的第三个八位组 x 是多少？
172.20.234.135/22
x =
3.计算机网络中等
VLAN 的主要用途是什么？
- A加密交换机之间的所有流量，使其他部门无法读取
- B给每台设备分配一个公网 IP 地址
- C把一个物理交换网络划分成多个独立的广播域
- D提高每个交换机端口的速度
4.计算机网络困难
为什么 TCP 为每个连接选择一个不可预测的初始序列号？
- A为该连接的各个报文段选择到达目的地的最佳路由
- B加密每个段的净荷
- C更有效地压缩数据
- D避免与旧的段混淆，并使伪造的段更难被注入
5.数制中等
把 −48 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 = −488 bit
U =
6.数制困难
把各位设置为 0101 1110 XOR 1110 0100 的 8 位结果。该结果的十进制值 R 是多少？
0101 1110XOR1110 0100
R =
3溶液
1.IPv4 子网划分
答案: H = 6
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）。
借用的位数
25 = 32 ≥ 20 → b = 5, /29
每个子网的主机数
23 − 2 = 6
答案
H = 6
2.IPv4 子网划分
答案: x = 232
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
22 = 4
该主机所在子网
网络: 172.20.232.0
广播: 172.20.235.255
答案
x = 232
3.计算机网络
答案: C · 把一个物理交换网络划分成多个独立的广播域
为什么是这个答案
VLAN 对端口进行逻辑分组，使广播只留在各自的 VLAN 内。这提高了安全性并限制了广播流量。
答案
C · 把一个物理交换网络划分成多个独立的广播域
4.计算机网络
答案: D · 避免与旧的段混淆，并使伪造的段更难被注入
为什么是这个答案
随机的初始序列号能防止旧连接中延迟到达的段被接受，并使不在路径上的攻击者难以伪造有效的段。
答案
D · 避免与旧的段混淆，并使伪造的段更难被注入
5.数制
答案: U = 208
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
48 = 0011 0000
取反后: 1100 1111
+1 → 1101 0000
按无符号数读取
1101 0000₂ = 256 − 48 = 208
答案
U = 208
6.数制
答案: R = 186
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
XOR 在两位不同时得 1。
0101 1110
XOR 1110 0100
= 1011 1010
结果的值
1011 1010₂ = 186
答案
R = 186
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