计算机网络-关于IP地址与子网划分的题目解析

知识笔记

关于子网号全0全1问题： 现在子网号全0全1是可用的，但09年之前因为协议原因不可用全0全1划分子网。根据考研要求可知已经部分高校认定全0全1可以使用，个人认为不确定时以可以用全0全1划分子网。
B类网络私网地址范围: 172.16.0.0~172.31.255.255，或者使用172.16.0.0/12表示，其中12表示网络号12位，所以主机号为20位。
既子网掩码为255.11110000（240）.0.0，就可以推算IP:172.16.0.0的网络地址范围
常见网络命令:
- ping: 向特定的目的主机发送 ICMP，Echo 请求报文，测试是否连通。
- tarcert: 跟踪路由命令用于跟踪一个分组从源点到终点的路径，能查出路径上哪段路由出现了连通故障。
- netstat: 命令一般用来查看本机各客户端口的链接情况。
- arp: 命令用于显示和修改地址解析协议ARP缓存中的项目，常用于查看arp缓存和解决IP地址解释故障。

典型题目

公司一共有四个部门，部门A有9台计算机，部门B有28台计算机，部门C有17台计算机，部门D有25台计算机，组成公司局域网，每个部门单独构成一个子网，该公司只分配有一个C类网络地址192.168.1.0
- 规划写出各部门子网划分的IP地址分配方案。
- 如果各部门独立子网需要互相通讯，可采取什么办法？请画出网络连接示意图。
解析： 已知，总共有4个部门，共需要划分四个子网，各个部门的计算机数分别是 9 ，28，17，25。已知网络公司地址192.168.1.0是c类地址，所需子网是4个，每个子网主机数最大为25。
由于子网号和主机号不能全0或全1 ，所以：
子网号和可以取3位，既：2 $^3$ – 2 = 6 (减去2是因为去掉全0全1，3位最多可以分配6个子网）
主机号和可以取5位，既：2 $^5$ – 2 = 30 (减去2是因为去掉全0全1，5位最多可以分配30个主机）

现在子网号全0全1是可用的，但09年之前因为协议原因不可用全0全1划分子网，此根据题参考答案看是不可用。主机号去除全0全1，因为全0为原IP，全1为广播地址，都不作为有效的IP地址。另外因为3+5=8，正好前三位是子网后5位是主机。可以在给定的子网络地址上划分，不需要整合。（这种题常见）

c类IP默认子网掩码为255.255.255.0 ，因为子网号占3为，那么4个部门的子网掩码变为255.255.255.11100000 ，也就是255.255.255.224，表示前27位为网络号，同一网段IP地址网络号相同。
(注意：此子网掩码表示最多可划分6个子网)
将前三位拿出来划分子网，192.168.1.00000000，也就是相当于把3位0单独拿出来+1，去掉全0全1。
部门1：192.168.1.0010 0000 = 192.168.1.32
部门2：192.168.1.0100 0000 = 192.168.1.64
部门3：192.168.1.0110 0000 = 192.168.1.96
部门4：192.168.1.1000 0000 = 192.168.1.128
剩下的5为0用来分配主机号，去掉全0全1，既00001-11110
部门1：192.168.1.0010 0001(33) - 192.168.1. 0011 1110(62),下面同理
部门2：192.168.1.65 - 192.168.1.94
部门3：192.168.1.97 - 192.168.1.126
部门4：192.168.1.129 - 192.168.1.158

(P37,T6)如果子网掩码为255.255.192.0，那么主机A________,必须通过路由器才能和IP地址为129.23.144.16的主机B 通信?
A. 129.23.191.21
B. 129.23.127.222
C. 129.23.130.33
D. 129.23.148.127
解析: 题目描述中，“必须通过路由器” 表明了主机A和主机B不在同一个子网内，因为同一个子网内主机互相访问不需要经过路由器，如第1题的所示图，子网之间用路由器链接。
计算主机所在子网的方式为：主机IP和子网掩码进行“与”操作，那么可以先计算出主机B所在的子网地址：
129.23.144.16 按位相与 255.255.192.0 （转换为2进制，逐位相与）
得到主机B的子网地址为129.23.128.0。
（B类IP地址范围为：128.0.0.0~191.255.255.255）
思路一： 因为主机B地址为129.23.144.16，可以判断出IP类型为B类，B类IP默认子网掩码为255.255.0.0，而主机B的子网掩码为255.255.11000000(192).0，所以划分IP的子网号为2位。可以推算出其划分的子网：
子网1：192.23.01000000.0 = 192.23.64.0
子网2：192.23.10000000.0 = 192.23.128.0（主机B所在子网）
子网3：192.23.11000000.0 = 192.23.192.0
可以看出，主机B所在子网就是子网2
那么，子网2的主机地址范围为129.23.128.1~129.23.191.254（去除全0全1）
所以排除答案A,C,D。

思路二：有了子网B所在地址，那么就可以将选项中A,B,C,D的IP逐与子网掩码“按位相与”，计算出各个IP所在的子网地址，如果算出的子网地址和主机B不同，那么它与主机B通信必定会经过路由。

(P38,T17)在子网192.168.4.0/30中能接收目的地址为192.168.4.3的IP分组的最大主机数是______。
解析: 已知网络号占前30位，子网IP为192.168.4.0，为C类地址。C类地址默认子网掩码为255.255.255.0，也就是说C类地址默认的网络号为24位。
题目中给出网络号为30位，30-24 = 6，可以得出划分子网的子网号为6位。
其子网掩码为255.255.255.11111100（252），后两位0为主机号
根据题中给出的一个子网192.168.4.0，可以计算其划分的所有子网：
（注意：现在子网号全0全1是可用的，但09年之前因为协议原因不可用全0全1划分子网，但这里题目192.168.4.3属于全0子网，此题可用）
子网0：192.168.4.00000000 = 192.168.4.0
子网1：192.168.4.00000100 = 192.168.4.4（题中所给子网）
子网2：192.168.4.00001000 = 192.168.4.8
子网3：192.168.4.00001100 = 192.168.4.12
子网n。。。略
可以看出子网0的主机地址范围为192.168.4.0~192.168.4.2
主机号全为1时是子网的广播地址
所以，子网0的广播地址为192.168.4.00000011（3）
因此子网所以地址都可以收到广播，既下列主机可以接受到广播：
主机1： 192.168.4.1
主机2： 192.168.4.2

(P39,T20)某主机IP为180.80.77.55，子网掩码为255.255.252.0，若该主机向其所在子网发送广播分组，则目的地址为___________。
解析： 由主机IP为180.80.77.55可知，此IP为B类地址。B类地址默认子网掩码为255.255.0.0。而此主机的子网掩码为255.255.11111100（252）.0。
可以看出网络号占22位，主机号占后10位。
将IP与子网掩码“相与”得到主机所在的子网：
180.80.77.55 & 255.255.252.0 = 180.80.01001100（76）.0
当主机号全为1时为广播地址，既：180.80.01001111（79），11111111（255）

(P39,T24)如果一个公司有2000台主机，则必须给它分配_________个C类网络。
解析： C类IP地址的默认子网掩码为255.255.255.0。
那么也就是说其默认网络号为24位，主机号为8位。
所以一个C类IP可以分配2 $^8$ -2 = 254台主机。
2000 $\div$ 254 $\approx$ 8，故需要分配8个C类网络

(P39,T25)ISP分配给某公司的地址块为199.34.76.64/28，则该公司得到的地址数是______。
解析： 地址块可以看做是子网地址，题中IP地址后面的"/28"表示，网络号为28位，所以剩余的位数也就是主机号为4位。
那么该子网可分配的地址数是 2 $^4$ = 16（因为题中没有说主机地址，所以不用去掉全0全1）

(P39,T28)由16个C类网络组成一个超网，其子网掩码为__________。
解析：“由16个C类网络组成一个超网”，这句话可以看做一个C类网址划分了16个子网。所以使用4位子网号即可完成子网划分，既：2 $^4$ =16。
所以网络号为24+4=28位，子网掩码为255.255.255.11110000（240
（注意：现在子网号全0全1是可用的，但09年之前因为协议原因不可用全0全1划分子网，，此题根据参考答案知可用）

(P39,T29)一个B类网络的子网掩码为255.255.224.0，则这个网络被划分成了_______子网。
解析： B类网络默认子网掩码为255.255.0.0。
题中所给网掩码为255.255.11100000(224).0
可以得出子网号为3位，所以B类网络被划分成了2 $^3$ =8个子网。
（注意：现在子网号全0全1是可用的，但09年之前因为协议原因不可用全0全1划分子网，，此题根据参考答案知可用）

(P40,T31)一个局域网中某台主机的IP地址为176.68.160.12，使用22位作为网络地址，则该局域网中最多可以连接的主机数为________。
解析： 由题可知，网络号为22位，则主机号为10位。
所以IP可分配的主机数为：2 $^1$ $^0$ - 2 = 1022台。（去除全0全1）

(P40,T33)设IP地址为18.250.31.14，子网掩码为255.240.0.0，则子网地址是__________。
解析： IP地址与子网掩码相与就可以得出此IP所在的子网地址：
18.250.31.14 & 255.240.0.0 = 18.240.0.0
既：
00010010.11111010.00011111.00001110
11111111.11110000.00000000.00000000
——————————————————
00010010.11110000.00000000.00000000

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