任务二 认识IP协议-子网掩码15
知识点
1.子网掩码是什么
- 本质:子网掩码是一个 32 位连续的二进制数字串。如:1111111111111111111111110000000
- 表示形式1:为了阅读方便,子网掩码可以使用“点分十进制“的形式表示。如:
255.255.255.0 - 表示形式2:为了阅读方便,子网掩码可以使用“IP地址/掩码位数“的形式表示。如:
192.168.20.80/24,表示IP地址的前24位是网络ID, - 作用:用来指定 IP 地址中哪一部分是网络位、哪一部分是主机位。如:
255.255.255.0说明前24位是网络位,后8位是主机位。- 1表示网络ID
- 0表示主机ID
注意:
- 掩码中的1必须高位连续,不能在1中间出现0(如239=11101111不能做掩码),必须前面全 1、后面全 0
- 主机位不能全 0(子网网络地址)、不能全 1(子网广播地址)
2.默认的子网掩码是什么
- A 类地址默认的子网掩码:
255.0.0.0 - B 类地址默认的子网掩码:
255.255.0.0 - C 类地址默认的子网掩码:
255.255.255.0
3.如何通过子网掩码求出网络ID和主机ID?
- 网络ID = IP地址 AND 子网掩码(按位与运算);
- 主机ID = 网络ID XOR IP地址(按位异或)。
4.例:求网络 ID、主机 ID
- 已知 IP:
192.168.1.10,子网掩码:255.255.255.0 - 求:网络 ID、主机 ID
第一步:分别把每一段转为8位二进制
IP:11000000.10101000.00000001.00001010
子网掩码:11111111.11111111.11111111.00000000
第二步:按位与求网络ID
IP 11000000 10101000 00000001 00001010
掩码 11111111 11111111 11111111 00000000
----------------------------------------------------------------
与运算结果11000000 10101000 00000001 00000000
网络ID:192.168.1.0
第三步:按位异XOR或求主机ID
IP 11000000.10101000.00000001.00001010
掩码 11000000.10101000.00000001.00000000
----------------------------------------------------
00000000.00000000.00000000.00001010
主机ID:0.0.0.10
5.例:求网络 ID、主机 ID
- 已知 IP:
172.16.5.130,子网掩码:255.255.255.128 - 求:网络 ID、主机 ID
1.二进制 IP:10101100.00010000.00000101.10000010 掩码:11111111.11111111.11111111.10000000
1.二进制
IP:10101100.00010000.00000101.10000010
掩码:11111111.11111111.11111111.10000000
2.AND 运算求网络 ID
10101100.00010000.00000101.10000010
AND
11111111.11111111.11111111.10000000
=
10101100.00010000.00000101.10000000
网络 ID:172.16.5.128
3.XOR 求主机 ID
10101100.00010000.00000101.10000010
XOR
10101100.00010000.00000101.10000000
=
00000000.00000000.00000000.00000010
主机 ID:0.0.0.2
6.求192.168.20.80/24等价的子网掩码
"/24"表示IP地址的前24位是网络ID
32 位掩码:前 24 位是 1,后 8 位是 0
11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000
等价的子网掩码为 255.255.255.0
7.求10.5.6.7/16等价的子网掩码
32 位掩码:前 16 位是 1,后 16 位是 0
11111111. 11111111. 00000000. 00000000
等价的子网掩码为255.255.0.0
8.求子网ID、主机ID、地址范围和广播地址
已知:IP地址150.100.12.178,子网掩码255.255.255.128(/25)
第一步转二进制
IP地址 10010110.01100100.00001100.10110010
子网掩码 11111111.11111111.11111111.10000000
第二步:按位与求网络ID
IP地址 10010110.01100100.00001100.10110010
子网掩码 11111111.11111111.11111111.10000000
- 网络ID:10010110.01100100.00001100.10000000
- 网络ID:150.100.12.128
第三步:按位异或求主机ID
IP地址 10010110.01100100.00001100.10110010
网络ID: 10010110.01100100.00001100.10000000
- 主机ID:00000000.00000000.00000000.00110010
- 主机ID:0.0.0.50
最终结果
- 子网ID:150.100.12.128(25位网络位)
- 主机ID:0.0.0.50
- 可用主机范围:150.100.12.129 ~ 150.100.12.254
- 广播地址:150.100.12.255
豆包作业
一、填空题(每空1分,共25题)
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IP编址将IP地址分为5大类,其中A、B、C类常用来配置子网中的主机或路由器设备;D类地址为______地址保留;E类地址为______用途保留。
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A类网络ID的最高位固定为______,首字节的8位(实际后7位有用)只能表示为1~126,故可用的A类网络ID共______个。
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A类地址中网络ID占8位,剩余______位可用来标识主机,每个A类网络最多可容纳______台主机。
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B类地址的两个高位固定为______,首字节范围为128~191,共可分配______个B类网络。
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B类地址用16位表示主机ID,每个B类网络中最多可以有______台主机。
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C类地址的3个高位固定为______,首字节范围为192~223,共可分配2 097 152个C类网络。
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C类地址用8位表示主机ID,每个C类网络内可以有______台主机。
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D类地址的4个高位总是设置为1110,首字节范围为______~239。
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E类地址的高位总是设置为1111,首字节范围为240~255,保留为______用途。
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三组专用(私有)IP地址范围分别是:10.0.0.0 ~ 10.255.255.255(A类);______ ~ 172.31.255.255(B类);192.168.0.0 ~ ______(C类)。
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______地址称为未指定的IP地址,用来表示当前节点IP地址缺失,常用作DHCP未配置地址时获取地址过程中的源地址。
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127.0.0.X称为______地址,无论什么程序,一旦用它作为目的地址,数据包都不会被传输到网络接口,而是直接传递到本机目标应用进程。
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将IP地址中对应主机号的部分全部设为1,得到的是______地址;例如目的IP为192.168.7.255时,数据包将发送给192.168.7.0子网上所有节点。
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将IP地址所有32位全设为1,即______,称为有限广播地址,用于本地子网上的"一对所有"传输,路由器默认不转发。
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子网掩码是长度为32位的二进制数,与IP网络ID对应的位用______标识,与主机ID对应的位用______标识。
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将子网掩码和IP地址按位进行逻辑______运算,可得到子网ID;再将子网ID与IP地址进行逻辑______运算,可得到主机ID。
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192.168.20.80/24中"/24"表示IP地址的前24位为网络ID,若用点分十进制表示则子网掩码为______。
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子网掩码中的1只能从最高位开始、以连续的若干位出现,不能在1中间出现0,例如十进制数______就不能用做子网掩码。
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子网编址的方法是从原来的______ID部分取出几位作为子网号,在原来两级地址结构基础上增加一级______,形成三级结构。
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对已分配的B类网络157.60.0.0/16,从16位主机ID中借出8位用作子网号,则可以划分______个子网,每个子网最多可以拥有______台主机号。
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网际控制报文协议的英文缩写是______,它是IP协议的一部分,由______数据包承载。
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调试网络广泛使用的ping命令,向目标主机发出的是ICMP类型为______、代码值为0的回显请求报文;目标主机回送的应答报文类型为______。
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地址解析协议的英文缩写是______,其作用是根据已知的______地址查找对应的MAC地址。
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每台计算机的ARP自动维护一张______地址和______地址的转换表(ARP缓冲区),表项一段时间未被使用就会被删除。
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与ARP相对应的反向地址解析协议的英文缩写是______,用于从MAC地址向IP地址进行转换。
二、单项选择题(每题2分,共15题)
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A类IP地址首字节的范围是( ) A. 1
126 B. 128191 C. 192223 D. 224239 -
B类IP地址的最高两位固定为( ) A. 0 B. 10 C. 110 D. 1110
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C类地址每个网络中可用的主机ID个数为( ) A. 254 B. 256 C. 65 534 D. 16 777 214
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专门用于多播(组播)地址的IP类别是( ) A. A类 B. B类 C. C类 D. D类
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下列IP地址中,属于B类地址的是( ) A. 10.0.0.1 B. 172.16.0.1 C. 192.168.1.1 D. 224.0.0.1
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下列IP地址中,属于私有(专用)地址的是( ) A. 8.8.8.8 B. 172.16.10.5 C. 202.99.160.68 D. 114.114.114.114
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127.0.0.1属于( ) A. 网络地址 B. 子网广播地址 C. 回送地址 D. 未指定地址
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255.255.255.255属于( ) A. 子网广播地址 B. 有限广播地址 C. 回送地址 D. 专用地址
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将IP地址和子网掩码进行下列哪种按位运算,可以得到网络ID( ) A. 逻辑与 B. 逻辑或 C. 逻辑异或 D. 取反
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地址"192.168.20.80/24"中"/24"对应的子网掩码是( ) A. 255.0.0.0 B. 255.255.0.0 C. 255.255.255.0 D. 255.255.255.255
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下列十进制数中,不能用作子网掩码的是( ) A. 255.0.0.0 B. 255.255.255.0 C. 255.255.255.128 D. 239.0.0.0
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下列关于ICMP协议的叙述,正确的是( ) A. 工作在应用层 B. 是IP协议的一部分,由IP数据包承载 C. 工作在数据链路层 D. 专门用于将域名解析为IP地址
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ping命令向目标主机发送的ICMP报文,其类型和代码分别是( ) A. 类型0,代码0 B. 类型8,代码0 C. 类型3,代码0 D. 类型5,代码0
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ARP协议的作用是( ) A. 由IP地址查找对应的MAC地址 B. 由MAC地址查找对应的IP地址 C. 由域名查找对应的IP地址 D. 由IP地址查找对应的域名
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主机A要向不在同一子网的服务器B发送IP数据包时,通过ARP获取的MAC地址是( ) A. 服务器B的MAC地址 B. 默认网关(路由器)的MAC地址 C. 本机网卡的MAC地址 D. DNS服务器的MAC地址
三、多项选择题(每题3分,共10题)
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下列关于IP地址分类用途的叙述,正确的有( ) A. A类地址分配给主机数量众多的大型网络 B. B类地址分配给中型和大型网络 C. C类地址分配给小型网络 D. E类地址为多播地址保留
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下列属于教材中规定的私有(专用)IP地址范围的有( ) A. 10.0.0.0 ~ 10.255.255.255 B. 172.16.0.0 ~ 172.31.255.255 C. 192.168.0.0 ~ 192.168.255.255 D. 202.99.0.0 ~ 202.99.255.255
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下列关于特殊用途IP地址的叙述,正确的有( ) A. 0.0.0.0称为未指定的IP地址 B. 127.0.0.X称为回送地址 C. 主机号部分全1表示本子网的广播地址 D. 255.255.255.255表示有限广播地址
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下列关于子网掩码的叙述,正确的有( ) A. 长度为32位二进制数 B. 与网络ID对应的位用1标识,与主机ID对应的位用0标识 C. 掩码中的1必须从最高位开始连续出现,中间不能出现0 D. 255.255.255.128可以作为子网掩码
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下列关于子网编址优点的叙述,正确的有( ) A. 把一个大网络内的主机分成多个子网,便于管理 B. 对于网络外的主机,看到的仍是原来的大网络地址 C. Internet中的路由器必须随之重新配置路由表 D. 可以更充分地利用已分配的地址空间
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ICMP差错报告报文的基本格式中包含的字段有( ) A. 类型 B. 代码 C. 检验和 D. 引起该ICMP报文生成的原始IP数据包
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ICMP类型为3(目标不可达)时,代码字段可能给出的具体原因包括( ) A. 网络不可达 B. 主机不可达、端口不可达 C. 协议不可达 D. 需要分段但已设置DF(不分段位)
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下列关于ARP协议工作过程的叙述,正确的有( ) A. 源主机不知道目标MAC地址时,先广播ARP请求报文 B. 同一以太网中所有主机都收到请求,但只有IP地址匹配的目标主机才响应 C. 目标主机以单播方式返回ARP响应报文,携带自己的IP和MAC地址 D. 源主机将IP↔MAC映射存入ARP缓冲区,之后直接查表
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下列关于跨子网IP数据包发送过程的叙述,正确的有( ) A. 主机先查路由表,找不到具体表项时使用默认网关 B. 发送到链路时,帧首部中的目的MAC地址是默认网关的MAC地址 C. IP数据包头中的目的IP地址始终是目标服务器的IP地址 D. 网关路由器发现目的IP不是本机后,按路由表继续转发
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下列关于ICMP协议的叙述,正确的有( ) A. ICMP是IP协议的一部分 B. ICMP报文是依靠IP数据包传输的 C. ICMP的存在使IP协议成为一个可靠的协议 D. ping命令利用了ICMP的回显请求和回显应答报文
四、判断题(每题1分,共10题)
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A类地址首字节范围为1~126,可用的A类网络ID共有126个。( )
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C类地址每个网络中最多可以有256台主机。( )
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D类地址专门用作多播(组播)地址。( )
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IP地址172.32.10.5属于教材规定的私有B类地址范围。( )
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使用127.0.0.1作为目的地址时,数据包会被路由器转发到互联网上。( )
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子网掩码255.255.255.128表示该IP地址的前25位为网络ID。( )
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划分子网之后,Internet上的外部路由器也必须识别并维护这些内部子网路由。( )
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ICMP类型为3、代码为4,表示"需要分段但已设置不分段位(DF)"。( )
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ARP请求报文是以广播方式发送的,而ARP响应报文通常是单播发送的。( )
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在跨子网转发过程中,IP数据包头中的目的IP地址会随着路由器逐跳转发而不断改变。( )
参考答案
一、填空题
- 多播(组播);试验性
- 0;126
- 24;16 777 214
- 10;16 384
- 65 534
- 110
- 254
- 224
- 试验性
- 172.16.0.0;192.168.255.255
- 0.0.0.0
- 回送(环回)
- 子网广播(直接广播)
- 255.255.255.255
- 1;0
- 与;异或
- 255.255.255.0
- 239
- 主机;子网ID
- 256;254
- ICMP;IP
- 8;0
- ARP;IP
- IP;物理(MAC)
- RARP
二、单项选择题
| 题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 答案 | A | B | A | D | B | B | C | B |
| 题号 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 答案 | A | C | D | B | B | A | B |
三、多项选择题
| 题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 答案 | ABC | ABC | ABCD | ABCD | ABD |
| 题号 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|
| 答案 | ABCD | ABCD | ABCD | ABCD | ABD |
四、判断题
| 题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 答案 | √ | × | √ | × | × | √ | × | √ | √ | × |
判断题解析:
- 第2题:C类主机ID为8位,去掉全0、全1两个保留地址,可用主机数为2⁸−2=254台,不是256台。
- 第4题:私有B类地址范围是172.16.0.0~172.31.255.255,172.32已超出该范围,属于公网地址。
- 第5题:回送地址的数据包不会被发送到网络接口,更不会被路由器转发,直接在本机内核中交付给目标进程。
- 第7题:子网划分对外部路由器是透明的,Internet路由器仍认为这些子网都属于原来的大网络ID,无需重新配置。
- 第10题:跨子网转发过程中,IP数据包头中的源IP和目的IP始终端到端不变;不断改变的是数据链路层帧首部中的源MAC和目的MAC地址。