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 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
/?11111111111111111111110000000000网络位主机位

某部门在一个子网内需要 991 个主机地址。足够使用的最长前缀 p(最小子网)是多少?

991 hosts
p =
2.IPv4 子网划分困难
第三个八位组 = 121012816413211618040211网络主机

一台主机的地址为 172.20.121.31/20。其所在子网广播地址的第三个八位组 x 是多少?

172.20.121.31/20
x =
3.计算机网络中等

信号以约 2 × 10⁸ m/s 的速度在光纤中传播 2000 km。传播时延是多少?

  1. A1 ms
  2. B10 ms
  3. C0.1 ms
  4. D100 ms
4.计算机网络困难

下列哪个地址是公网(而非 RFC 1918 私有)IPv4 地址?

  1. A172.32.0.1
  2. B172.31.0.1
  3. C192.168.255.1
  4. D10.255.0.1
5.数制中等
8 位补码0−12806403201608040201

设置各位,使其以 8 位补码存储 −87。按无符号数读取,该位模式的值 U 是多少?

N = −878 bit
U =
6.数制困难
16 位,无符号, N = ?????????????????

16 位能容纳的最大无符号整数 N 是多少?

16 bit
N =

3溶液

1.IPv4 子网划分

答案: p = 22

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

29 − 2 = 510 < 991
210 − 2 = 1022 ≥ 991 → h = 10

前缀长度

p = 32 − 10 = 22

答案

p = /22
2.IPv4 子网划分

答案: x = 127

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: 172.20.112.0
广播: 172.20.127.255

答案

x = 127
3.计算机网络

答案: B · 10 ms

为什么是这个答案

2 × 10⁶ m / 2 × 10⁸ m/s = 0.01 s = 10 ms。传播时延取决于距离和介质,而不是数据包大小。

答案

B · 10 ms
4.计算机网络

答案: A · 172.32.0.1

为什么是这个答案

172.16.0.0/12 的范围是 172.16.0.0 到 172.31.255.255,所以 172.32.0.1 在此范围之外。其他三个都在私有地址范围内。

答案

A · 172.32.0.1
5.数制

答案: U = 169

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

87 = 0101 0111
取反后: 1010 1000
+1 → 1010 1001

按无符号数读取

1010 1001₂ = 256 − 87 = 169

答案

U = 169
6.数制

答案: N = 65535

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。

最大值

216 − 1 = 65535

答案

N = 65535

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