计算机网络 - 关于IP相关计算题

题目一:根据IP+子网掩码计算主机网络号

问题描述:如果一个主机的IP地址是192.168.5.121,子网掩码是255.255.255.248, 则该主机网络号是什么?

1、问题分析:

方案一: 需将IP地址与子网掩码进行按位与运算得出主机网络号。

以下是具体步骤:

步骤 1:将IP地址和子网掩码转换为二进制

  • IP地址 :192.168.5.121

    192 → 11000000

    168 → 10101000

    5 → 00000101

    121 → 01111001

    完整二进制 :11000000.10101000.00000101.01111001

  • 子网掩码 :255.255.255.248

    255 → 11111111

    255 → 11111111

    255 → 11111111

    248 → 11111000

    完整二进制 :11111111.11111111.11111111.11111000

步骤 2:执行按位与运算

对IP和子网掩码的每个对应位进行逻辑与 操作(即 1 & 1 = 1,其他情况均为 0):

IP地址: 11000000.10101000.00000101.01111001

子网掩码:11111111.11111111.11111111.11111000

按位与结果:11000000.10101000.00000101.01111000 → 即 192.168.5.120

最终结果

  • 网络号 :192.168.5.120
  • 广播地址 :192.168.5.127(网络号 + 子网容量 - 1)
  • 可用主机范围 :192.168.5.121 至 192.168.5.126(共 6 个地址)

方案二:快速计算法(无需二进制转换)

  1. 子网掩码 255.255.255.248 的最后一个字节为**248,表示每个子网的容量为 256 - 248 = 8。**
  2. 将 IP 地址最后一个字节 121 除以子网容量 8,取整数部分:
    121 ÷ 8 = 15,余数 1 → 子网起始地址 = 15 × 8 = 120。
  3. 因此,网络号为 192.168.5.120。

2、关键概念

  1. 子网掩码:标识网络位(全1)和主机位(全0)。
  2. CIDR表示 :255.255.255.248 对应 /29(29位网络前缀)。
  3. 应用场景:划分子网、确定局域网范围、配置路由器或防火墙规则。

3、验证示例

若另一主机IP为 192.168.5.123,子网掩码相同,则其网络号同为 192.168.5.120,表明两者处于同一子网,可直接通信。

题目二: 子网掩码设置题

问题描述:

某公司中请到一个C类网络,由于有地理位置上的考虑必须切割成5个子网,请问子网掩码要设为 ( )

A. 255.255. 255. 224

B. 255.255.255. 192

C. 255.255.255.254

D. 255. 285. 255. 240

问题分析:

根据题目要求,将C类网络(默认掩码255.255.255.0)划分为至少5个子网,步骤如下:

  1. 计算所需子网位数:

    • 子网数量公式:≥5,解得 ( n = 3 )(( 2^3 = 8 )个子网,满足条件)。
  2. 确定子网掩码:

    • 原C类掩码为 /24(即 255.255.255.0),借用 3位主机位 划分子网。
    • 新子网掩码为 /27,即 255.255.255.224(最后一个字节二进制:11100000)。
  3. 验证选项:

    • A. 255.255.255.224:正确,支持8个子网,满足需求。
    • B. 255.255.255.192:仅支持4个子网(( 2^2 = 4 )),不足。
    • C. 255.255.255.254:无效,每个子网无可用主机(仅1位主机位)。
    • D. 255.255.255.240:支持16个子网(( 2^4 = 16 )),超出需求且浪费地址。

答案:A. 255.255.255.224
解析:

  • 子网掩码 255.255.255.224(/27)将C类网络划分为8个子网,每个子网含30台可用主机(( 2^5 - 2 = 30 )),满足题目划分要求,同时最小化地址浪费。

问题三:

问题描述:

设有2条路由 21.1.193.0/24 和21.1.194.0/24,如果进行路由汇聚,寢盖这 2条路由的地址是()

A. 21. 1. 200. 0/22

B. 21. 1. 192.0/23

C. 21. 1.192.0/21

D. 21. 1. 224. 0/20

问题分析:

要确定覆盖两条路由21.1.193.0/24和21.1.194.0/24的汇聚地址,需找到它们的最长公共前缀,并按此确定子网掩码。以下是关键分析步骤:

1. 二进制比较

  • IP地址 :
    • 21.1.193.0 → 二进制:00010101.00000001.11000001.00000000
    • 21.1.194.0 → 二进制:00010101.00000001.11000010.00000000
  • 比较结果 :
    • 前 21位 (三个八位组的前21位)完全相同,即:
      00010101.00000001.11000(前21位)
    • 第22位开始不同(第三个八位组的第6位)。

2. 确定子网掩码

  • 最长公共前缀 :21位 → 子网掩码为 /21 (即 255.255.248.0)。
  • 网络号 :将前21位固定,后续位置0 → 21.1.192.0/21。

3. 验证覆盖范围

  • 子网范围 :
    • 第三八位组的前5位固定为 11000(对应十进制 192 ),后3位可变(000-111),即范围为 192~199。
    • 因此,21.1.192.0/21覆盖的IP范围是 21.1.192.0 ~ 21.1.199.255,包含原路由的193和194。

4. 选项分析

  • A. 21.1.200.0/22:错误,200不在192~199范围内。
  • B. 21.1.192.0/23:掩码/23仅覆盖192.0~193.255,无法包含194.0。
  • C. 21.1.192.0/21:正确,覆盖范围192.0~199.255,满足需求。
  • D. 21.1.224.0/20:掩码过大,范围216.0~231.255,完全偏离。

答案

C. 21.1.192.0/21
解析:通过最长前缀匹配,/21掩码精确覆盖原路由,确保无地址浪费,同时符合选项设置。

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