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

某部门在一个子网内需要 508 个主机地址。足够使用的最长前缀 p（最小子网）是多少？

508 hosts

p =

2.IPv4 子网划分困难

某主机地址为 10.20.102.63/28。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？

10.20.102.63/28

x =

3.计算机网络中等

哪个范围的 TCP/UDP 端口号被保留为"知名"端口？

A49152–65535
B1024–49151
C0–1023
D0–65535

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加密每个段的净荷
B避免与旧的段混淆，并使伪造的段更难被注入
C更有效地压缩数据
D为该连接的各个报文段选择到达目的地的最佳路由

5.数制中等

设置各位，使其以 8 位补码存储 −11。按无符号数读取，该位模式的值 U 是多少？

N = −118 bit

U =

6.数制困难

把各位设置为 0011 1001 << 3 的 8 位结果。该结果的十进制值 R 是多少？

0011 1001<< 3

R =

3溶液

1.IPv4 子网划分

答案: p = 23

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

2⁸ − 2 = 254 < 508

2⁹ − 2 = 510 ≥ 508 → h = 9

前缀长度

p = 32 − 9 = 23

答案

p = /23

2.IPv4 子网划分

答案: x = 62

块大小

2⁴ = 16

该主机所在子网

网络: ⌊63/16⌋·16 = 48

广播: 48 + 16 − 1 = 63

可用主机: 49 … 62

答案

x = 62

3.计算机网络

答案: C · 0–1023

为什么是这个答案

端口 0–1023 是用于标准服务的知名端口。1024–49151 是注册端口，49152–65535 是动态或私有端口。

答案

C · 0–1023

4.计算机网络

答案: B · 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

B · 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 = 245

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

11 = 0000 1011

取反后: 1111 0100

+1 → 1111 0101

按无符号数读取

1111 0101₂ = 256 − 11 = 245

答案

U = 245

6.数制

答案: R = 200

逐位计算

左移 3 位，把每一位向左移动 3 个位置；从左端移出的位丢失，右侧补入 0。

0011 1001 << 3

= 1100 1000

结果的值

1100 1000₂ = 200

答案

R = 200

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