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 12 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？
192.168.10.0/2412 subnets
H =
2.IPv4 子网划分困难
某主机地址为 10.20.37.210/28。其网络地址的第四个八位组 x 是多少？
10.20.37.210/28
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该帧的 IP 校验和错误，必须由每台主机检查
- D该帧太大，一个端口放不下
4.计算机网络困难
在 SYN 泛洪攻击中，攻击者试图耗尽什么资源？
- A服务器的磁盘空间
- B服务器的半开连接表
- C交换机的 MAC 地址表
- D客户端的 DNS 缓存
5.数制中等
设置各位，使其以 8 位补码存储 −101。按无符号数读取，该位模式的值 U 是多少？
N = −1018 bit
U =
6.数制困难
一幅未压缩图像为 640 × 480 像素，每像素 24 位。它占用多少内存 M（以 KiB 计，1 KiB = 1024 字节）？
640 × 480 px24 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 ≥ 12 → 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 = 208
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
24 = 16
该主机所在子网
网络: ⌊210/16⌋·16 = 208
广播: 208 + 16 − 1 = 223
可用主机: 209 … 222
答案
x = 208
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: B · 服务器的半开连接表
为什么是这个答案
每个 SYN 都使服务器预留状态并等待一个永远不会到来的 ACK。SYN cookie 可以在握手完成之前避免保存状态。
答案
B · 服务器的半开连接表
5.数制
答案: U = 155
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
101 = 0110 0101
取反后: 1001 1010
+1 → 1001 1011
按无符号数读取
1001 1011₂ = 256 − 101 = 155
答案
U = 155
6.数制
答案: M = 900 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
640·480·24 = 7372800 bit = 921600 B
换算为 KiB
921600/1024 = 900 KiB
答案
M = 900 KiB
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