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

网络 192.168.10.0/24 需要划分为至少 8 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？

192.168.10.0/248 subnets

H =

2.IPv4 子网划分困难

网络 192.168.145.0/24 用 VLSM 划分给以下局域网：A: 5 主机, B: 21 主机, C: 13 主机, D: 19 主机, E: 6 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 D 的网络地址第四个八位组 x 是多少？

A: 5B: 21C: 13D: 19E: 6

x =

3.计算机网络中等

哪台主机与 10.1.2.3 位于同一个 /16 子网？

A11.1.2.3
B10.1.200.5
C10.2.2.3
D10.0.2.3

4.计算机网络困难

一个远程终端应用程序反应迟缓，因为小的按键数据包被延迟发送。通常是哪种 TCP 机制造成的？

ANagle 算法
B三次握手
C慢启动
D快速重传

5.数制中等

8 位模式 1111 0011 以补码形式存储一个有符号整数。它的十进制值 N 是多少？

1111 00118 bit

N =

6.数制困难

把各位设置为 0010 0110 >> 2 的 8 位结果。该结果的十进制值 R 是多少？

0010 0110>> 2

R =

3溶液

1.IPv4 子网划分

答案: H = 30

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

2³ = 8 ≥ 8 → b = 3, /27

每个子网的主机数

2⁵ − 2 = 30

答案

H = 30

2.IPv4 子网划分

答案: x = 32

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: 21 主机 → 2⁵ = 32 (/27)

D: 19 主机 → 2⁵ = 32 (/27)

C: 13 主机 → 2⁴ = 16 (/28)

E: 6 主机 → 2³ = 8 (/29)

A: 5 主机 → 2³ = 8 (/29)

分配顺序，从大到小

B: .0 – .31

D: .32 – .63

C: .64 – .79

E: .80 – .87

A: .88 – .95

答案

x = 32

局域网 D：192.168.145.32/27。

3.计算机网络

答案: B · 10.1.200.5

为什么是这个答案

在 /16 中，前 16 位（10.1）是网络部分。只有 10.1.200.5 与之相同，所以它位于 10.1.0.0/16。

答案

B · 10.1.200.5

4.计算机网络

答案: A · Nagle 算法

为什么是这个答案

Nagle 算法在先前数据未被确认时等待，把小段捆绑在一起发送。这节省了带宽，但给交互式流量增加了延迟。

答案

A · Nagle 算法

5.数制

答案: N = −13

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。

位权相加

其余各位保持正常的正权值。

−128 + 64 + 32 + 16 + 2 + 1 = −13

答案

N = −13

6.数制

答案: R = 9

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。

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。

0010 0110 >> 2

= 0000 1001

结果的值

0000 1001₂ = 9

答案

R = 9

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