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 2^k，八进制 8^k，十六进制 16^k
转为十进制: Σ d_k·b^k
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

一个子网使用掩码 255.255.254.0。它有多少个可用主机地址 H？

255.255.254.0

H =

2.IPv4 子网划分困难

某主机地址为 10.20.50.2/27。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？

10.20.50.2/27

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？

A全程只使用非对称加密
B非对称方法用于协商密钥和认证；对称密码用于加密数据
C只使用对称加密，配合一个固定的共享密码
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

一台 8 端口交换机（无 VLAN）的每个端口上连接一台主机。共有多少个冲突域和广播域？

A8 个冲突域，1 个广播域
B1 个冲突域，1 个广播域
C8 个冲突域，8 个广播域
D1 个冲突域，8 个广播域

5.数制中等

设置各位，使其以 8 位补码存储 −60。按无符号数读取，该位模式的值 U 是多少？

N = −608 bit

U =

6.数制困难

把各位设置为 0011 0100 AND 0111 0101 的 8 位结果。该结果的十进制值 R 是多少？

0011 0100AND0111 0101

R =

3溶液

1.IPv4 子网划分

答案: H = 510

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).

前缀长度

255.255.254.0 = /23

可用主机数

2⁹ − 2 = 510

答案

H = 510

2.IPv4 子网划分

答案: x = 30

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

2⁵ = 32

该主机所在子网

网络: ⌊2/32⌋·32 = 0

广播: 0 + 32 − 1 = 31

可用主机: 1 … 30

答案

x = 30

3.计算机网络

答案: B · 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

B · 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: A · 8 个冲突域，1 个广播域

为什么是这个答案

交换机的每个端口都是一个独立的冲突域，但广播会被转发到所有端口，因此整台交换机是一个广播域。若换成集线器，则冲突域和广播域各只有一个。

答案

A · 8 个冲突域，1 个广播域

5.数制

答案: U = 196

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

60 = 0011 1100

取反后: 1100 0011

+1 → 1100 0100

按无符号数读取

1100 0100₂ = 256 − 60 = 196

答案

U = 196

6.数制

答案: R = 52

逐位计算

AND 只有在两位都为 1 时才得 1。

0011 0100

AND 0111 0101

= 0011 0100

结果的值

0011 0100₂ = 52

答案

R = 52

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