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 172.20.0.0/16 被划分为前缀为 /18 的等大子网。共有多少个子网 N？
172.20.0.0/16/18
N =
2.IPv4 子网划分困难
网络 192.168.200.0/24 用 VLSM 划分给以下局域网：A: 27 主机, B: 53 主机, C: 20 主机, D: 11 主机, E: 3 主机。子网从 .0 开始向上分配，主机最多的局域网先分配，每个局域网分配能容纳它的最小子网。局域网 C 的网络地址第四个八位组 x 是多少？
A: 27B: 53C: 20D: 11E: 3
x =
3.计算机网络中等
什么能唯一标识互联网上 TCP 连接的一端？
- A子网掩码和网关
- B仅 MAC 地址
- CIP 地址加端口号
- D仅域名
4.计算机网络困难
基于 TCP 的 HTTP/2 出现队头阻塞（head-of-line blocking）的原因是：
- A一个丢失的 TCP 报文段会使所有多路复用的流延迟，直到该报文段被重传
- B每个请求都需要自己新的 TCP 连接，因此后面的请求要排队等待
- C服务器无法处理并行请求
- DHTTP/2 使用 UDP
5.数制中等
设置各位，使其以 8 位补码存储 −90。按无符号数读取，该位模式的值 U 是多少？
N = −908 bit
U =
6.数制困难
一幅未压缩图像为 1280 × 720 像素，每像素 8 位。它占用多少内存 M（以 KiB 计，1 KiB = 1024 字节）？
1280 × 720 px8 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3溶液
1.IPv4 子网划分
答案: N = 4
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).
借用位
18 − 16 = 2
子网数
N = 22 = 4
答案
N = 4
每个 /18 子网有 214 − 2 = 16382 个可用主机。
2.IPv4 子网划分
答案: x = 96
VLSM：每个局域网分配满足 2ʰ − 2 ≥ 其主机数的最小子网，即前缀 32 − h。先分配最大的子网，可使每个块都对齐在其自身大小的倍数上，因此网络地址就是各块大小依次相加的结果。
每个局域网的块大小
B: 53 主机 → 26 = 64 (/26)
A: 27 主机 → 25 = 32 (/27)
C: 20 主机 → 25 = 32 (/27)
D: 11 主机 → 24 = 16 (/28)
E: 3 主机 → 23 = 8 (/29)
分配顺序，从大到小
B: .0 – .63
A: .64 – .95
C: .96 – .127
D: .128 – .143
E: .144 – .151
答案
x = 96
局域网 C：192.168.200.96/27。
3.计算机网络
答案: C · IP 地址加端口号
为什么是这个答案
一个 TCP 连接由源 IP 和端口以及目的 IP 和端口共同标识。端口用于区分同一主机上的众多应用程序。
答案
C · IP 地址加端口号
4.计算机网络
答案: A · 一个丢失的 TCP 报文段会使所有多路复用的流延迟，直到该报文段被重传
为什么是这个答案
TCP 按顺序交付字节，因此一次丢包会使该连接上的所有流停滞。QUIC（HTTP/3）基于 UDP 独立处理各个流。
答案
A · 一个丢失的 TCP 报文段会使所有多路复用的流延迟，直到该报文段被重传
5.数制
答案: U = 166
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
90 = 0101 1010
取反后: 1010 0101
+1 → 1010 0110
按无符号数读取
1010 0110₂ = 256 − 90 = 166
答案
U = 166
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
1280·720·8 = 7372800 bit = 921600 B
换算为 KiB
921600/1024 = 900 KiB
答案
M = 900 KiB
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