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 10 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？
192.168.10.0/2410 subnets
H =
2.IPv4 子网划分困难
一台主机的地址为 172.20.71.229/20。其所在子网广播地址的第三个八位组 x 是多少？
172.20.71.229/20
x =
3.计算机网络中等
为什么交换机有时会把一个帧从除入端口以外的所有端口发送出去？
- A目的 MAC 地址还不在它的地址表中
- B交换机在充当路由器
- C该帧太大，一个端口放不下
- D该帧的 IP 校验和错误，必须由每台主机检查
4.计算机网络困难
在 TCP 连接中，接收窗口（rwnd）控制什么？
- A每个 IP 数据包头部的大小
- B重传超时时间，根据每个报文段测得的往返时间计算
- C根据接收方缓冲区，发送方可以发送多少未确认的数据
- D打开的端口数量
5.数制中等
设置各位，使其以 8 位补码存储 −16。按无符号数读取，该位模式的值 U 是多少？
N = −168 bit
U =
6.数制困难
一幅未压缩图像为 512 × 512 像素，每像素 32 位。它占用多少内存 M（以 KiB 计，1 KiB = 1024 字节）？
512 × 512 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3溶液
1.IPv4 子网划分
答案: H = 14
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
24 = 16 ≥ 10 → b = 4, /28
每个子网的主机数
24 − 2 = 14
答案
H = 14
2.IPv4 子网划分
答案: x = 79
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).
第三个八位组中的块大小
24 = 16
该主机所在子网
网络: 172.20.64.0
广播: 172.20.79.255
答案
x = 79
3.计算机网络
答案: A · 目的 MAC 地址还不在它的地址表中
为什么是这个答案
对于未知的单播地址，交换机会泛洪该帧。当目的设备回复时，交换机根据源 MAC 学到它所在的端口。
答案
A · 目的 MAC 地址还不在它的地址表中
4.计算机网络
答案: C · 根据接收方缓冲区，发送方可以发送多少未确认的数据
为什么是这个答案
接收方通告其可用的缓冲区空间；发送方据此限制未确认的数据量，防止接收方过载。
答案
C · 根据接收方缓冲区，发送方可以发送多少未确认的数据
5.数制
答案: U = 240
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
16 = 0001 0000
取反后: 1110 1111
+1 → 1111 0000
按无符号数读取
1111 0000₂ = 256 − 16 = 240
答案
U = 240
6.数制
答案: M = 1024 KiB
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。
位和字节
512·512·32 = 8388608 bit = 1048576 B
换算为 KiB
1048576/1024 = 1024 KiB
答案
M = 1024 KiB
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