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 172.23.0.0/16 被划分为前缀为 /22 的等大子网。共有多少个子网 N？
172.23.0.0/16/22
N =
2.IPv4 子网划分困难
一台主机的地址为 172.20.20.153/20。其网络地址的第三个八位组 x 是多少？
172.20.20.153/20
x =
3.计算机网络中等
一台路由器有到 10.0.0.0/8 和 10.1.0.0/16 的路由。对于发往 10.1.5.5 的数据包，它使用哪条路由？
- A两条路由都用，平分流量
- B10.0.0.0/8，因为它比 /16 覆盖的地址更多
- C10.0.0.0/8，因为它是先添加的
- D10.1.0.0/16，因为它是最长匹配前缀
4.计算机网络困难
局域网上的攻击者发送伪造的 ARP 应答，声称自己拥有网关的 IP 地址。可能的结果是什么？
- A整个互联网上的所有 DNS 查询都失败
- B交换机关闭其所有端口
- C受害者把发给网关的流量发给攻击者，使中间人攻击成为可能
- D网关的 IP 地址在每台路由器上都被永久更改为攻击者的地址
5.数制中等
设置各位，使其以 8 位补码存储 −52。按无符号数读取，该位模式的值 U 是多少？
N = −528 bit
U =
6.数制困难
把各位设置为 0111 1111 >> 1 的 8 位结果。该结果的十进制值 R 是多少？
0111 1111>> 1
R =
3溶液
1.IPv4 子网划分
答案: N = 64
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
22 − 16 = 6
子网数
N = 26 = 64
答案
N = 64
每个 /22 子网有 210 − 2 = 1022 个可用主机。
2.IPv4 子网划分
答案: x = 16
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: 172.20.16.0
广播: 172.20.31.255
答案
x = 16
3.计算机网络
答案: D · 10.1.0.0/16，因为它是最长匹配前缀
为什么是这个答案
IP 转发使用最长前缀匹配：在所有与目的地址匹配的路由中，选择掩码最长的那一条。
答案
D · 10.1.0.0/16，因为它是最长匹配前缀
4.计算机网络
答案: C · 受害者把发给网关的流量发给攻击者，使中间人攻击成为可能
为什么是这个答案
ARP 欺骗用攻击者的 MAC 污染主机 ARP 缓存中网关 IP 的条目。攻击者随后可以读取、篡改或丢弃流量；动态 ARP 检测有助于防范这种攻击。
答案
C · 受害者把发给网关的流量发给攻击者，使中间人攻击成为可能
5.数制
答案: U = 204
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
52 = 0011 0100
取反后: 1100 1011
+1 → 1100 1100
按无符号数读取
1100 1100₂ = 256 − 52 = 204
答案
U = 204
6.数制
答案: R = 63
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 1 位，把每一位向右移动 1 个位置；从右端移出的位丢失，左侧补入 0。
0111 1111 >> 1
= 0011 1111
结果的值
0011 1111₂ = 63
答案
R = 63
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