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 403 个主机地址。足够使用的最长前缀 p（最小子网）是多少？

403 hosts

p =

2.IPv4 子网划分困难

某主机地址为 10.20.22.86/28。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？

10.20.22.86/28

x =

3.计算机网络中等

哪个 TCP 标志表示发送方已发送完数据？

ASYN
BFIN
CURG
DPSH

4.计算机网络困难

Diffie-Hellman 密钥交换本身能实现什么？它的弱点是什么？

A它为网站签发证书，但只适用于短密钥
B它在公开信道上直接加密大量数据，但对于大文件和视频来说太慢了
C它在公开信道上协商出共享密钥，但单独使用时易受中间人攻击
D它用密码认证双方用户，但需要一台中央服务器

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 1100 1011 >> 2 的 8 位结果。该结果的十进制值 R 是多少？

1100 1011>> 2

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 < 403

2⁹ − 2 = 510 ≥ 403 → h = 9

前缀长度

p = 32 − 9 = 23

答案

p = /23

2.IPv4 子网划分

答案: x = 94

块大小

2⁴ = 16

该主机所在子网

网络: ⌊86/16⌋·16 = 80

广播: 80 + 16 − 1 = 95

可用主机: 81 … 94

答案

x = 94

3.计算机网络

答案: B · FIN

为什么是这个答案

每一方在没有更多数据时发送 FIN，另一方对其进行确认。SYN 用于建立连接；RST 用于中止连接。

答案

B · FIN

4.计算机网络

答案: C · 它在公开信道上协商出共享密钥，但单独使用时易受中间人攻击

为什么是这个答案

Diffie-Hellman 让双方推导出同一个窃听者无法计算的密钥。除非对交换的值进行签名或以其他方式认证，否则中间的攻击者可以分别与每一方进行独立的交换。

答案

C · 它在公开信道上协商出共享密钥，但单独使用时易受中间人攻击

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 = 50

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。

1100 1011 >> 2

= 0011 0010

结果的值

0011 0010₂ = 50

答案

R = 50

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