2025年网络工程师《TCPIP协议栈》子网划分真题练习

2025年网络工程师《TCPIP协议栈》子网划分真题练习考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、请简述子网划分的主要目的。二、给定IP地址192.168.10.0，请计算并写出使用子网掩码255.255.255.192所划分的第一个子网的网络地址、广播地址以及可用的主机地址范围。三、某公司需要构建一个内部网络，总共需要30个子网，并且每个子网需要至少支持50台设备。请选择合适的子网掩码（使用标准CIDR前缀长度表示），并简述理由。四、你正在为一个组织设计网络地址方案。该组织现有三个部门，A部门需要100个IP地址，B部门需要50个IP地址，C部门需要少量IP地址，剩余地址用于网络管理和未来扩展。你决定使用VLSM技术。如果可用的地址块是192.168.0.0/16，请设计一个VLSM方案，为每个部门分配地址块，并写出每个子网的网络地址和所需子网掩码（CIDR前缀长度表示）。五、请解释CIDR(/29)与子网掩码255.255.255.248在表示网络范围和可用主机数量方面有何不同。六、为什么子网划分后的网络地址和广播地址不能分配给主机使用？七、如果一个子网使用子网掩码255.255.255.224进行划分，请计算该子网中可以容纳多少个子网？每个子网可以容纳多少个可用主机地址？八、请比较固定子网掩码（FCS）和可变长子网掩码（VLSM）各自的优缺点。试卷答案一、子网划分的主要目的是将一个大的、广播域范围的网络分割成多个小的、更易于管理的子网络。这有助于提高网络性能（减少广播风暴）、增强网络安全性（隔离广播域）、更灵活地分配IP地址、简化路由表以及满足不同部门或功能的网络隔离需求。二、网络地址：192.168.10.0广播地址：192.168.10.63可用主机地址范围：192.168.10.1-192.168.10.62解析思路：1.将子网掩码255.255.255.192转换为二进制：11111111.11111111.11111111.11000000。前24位为网络位，后6位为主机位。2.网络位部分不变，主机位全部置为0，得到网络地址：192.168.10.0。3.广播地址为主机位全部置为1，但最高主机位（即最后一位）在子网划分中通常保留为0（因为192.168.10.64是下一个子网的网络地址），所以实际广播地址是网络地址加2^5-1=31减去1=30，即192.168.10.0+30=192.168.10.30。但更准确的方法是看子网掩码的最后一位是2（二进制11000000），意味着每64个地址一个子网。子网大小为2^6=64。第一个子网的地址范围是0-63。所以网络地址是0，广播地址是63。可用主机地址范围是0-63去掉0和63，即1-62。三、合适的子网掩码：/26理由：/26表示子网掩码为255.255.255.192。这意味着前26位是网络位，后6位是主机位。2^(32-26)=64个地址。每个子网可以容纳2^6-2=62个可用主机地址。需要30个子网，64>=30，满足子网数量需求。每个子网需要50个主机，62>=50，满足每个子网的主机数量需求。这是满足条件的最小前缀长度。解析思路：1.需求：至少30个子网，至少50个可用主机/子网。2.寻找满足第一个条件的最小CIDR前缀长度。需要能表示至少30个子网。2^x>=30。x=4时，2^4=16不够；x=5时，2^5=32。所以最小需要5位主机位用于子网划分（32个子网）。对应的CIDR前缀长度是32-5=27(/27)。但/27每个子网只有2^3-2=6个可用主机，小于需求的50。3.寻找同时满足两个条件的最小CIDR前缀长度。需要更多主机位。尝试x=6，CIDR=/26。可用主机数=2^6-2=62。子网数=2^(32-26)=64。/26满足需要至少30个子网（64>=30）和每个子网至少50个主机（62>=50）的要求。尝试更长的前缀如/27会减少子网数或可用主机数，不满足需求。因此/26是合适的。四、VLSM方案：*A部门：192.168.0.0/26(网络地址:192.168.0.0,子网掩码/26)*可用地址范围:192.168.0.1-192.168.0.62*B部门：192.168.0.64/26(网络地址:192.168.0.64,子网掩码/26)*可用地址范围:192.168.0.65-192.168.0.126*C部门：192.168.0.128/27(网络地址:192.168.0.128,子网掩码/27)*可用地址范围:192.168.0.129-192.168.0.158*(剩余地址:192.168.0.159-192.168.0.191可用于管理或未来扩展)*解析思路：1.基础地址：192.168.0.0/16。2.需求分析：*A:100IPs->至少101个地址（需要7位主机位，即/25，但/25每个子网只有126个可用主机，浪费）。使用/26，每个子网62个可用主机，需要100/62向上取整=2个子网。地址范围是0-63和64-127。总共128个地址。*B:50IPs->至少51个地址（需要5位主机位，即/27，但/27每个子网只有30个可用主机，浪费）。使用/26，每个子网62个可用主机，需要50/62向上取整=1个子网。地址范围是128-191。总共64个地址。*C:需要少量，假设需要25个IP(需要27个地址)。使用/27，每个子网30个可用主机，需要27/30向上取整=1个子网。地址范围是192-223。3.分配：*首先满足需求最大的A，分配/26块。192.168.0.0/26。*然后满足需求为50的B，分配紧邻的/26块。192.168.0.64/26。*最后满足少量需求的C，分配下一个/26块。192.168.0.128/26。但此时/26块只有62个地址，实际只用了27个，剩余35个。如果C真的只需要少量，例如25个，使用/27(30个可用主机)更节省地址。所以将C分配为192.168.0.128/27。五、CIDR(/29)表示子网掩码为255.255.255.248，其中前29位是网络位，后3位是主机位。它覆盖一个8个地址的子网（2^3=8），其中可用的主机地址是6个（2^3-2=6）。子网掩码255.255.255.248同样表示前29位是网络位，后3位是主机位，覆盖的子网大小和可用主机数量完全相同。解析思路：1.CIDR/29意味着子网掩码是11111111.11111111.11111111.11110000，即255.255.255.248。网络位是前29位，主机位是后3位。2.子网大小：2^3=8个地址。3.可用主机数：2^3-2=6个地址（减去网络地址和广播地址）。4.子网掩码255.255.255.248的二进制形式也是11111111.11111111.11111111.11110000，其前29位为1，后3位为0，同样表示前29位是网络位，后3位是主机位，子网大小和可用主机数量都一样。六、子网划分后的网络地址标识了整个子网的边界，是该子网内所有设备的默认路由目标。广播地址用于向子网内所有主机发送广播消息。将它们分配给主机会：1.导致地址冲突：如果将网络地址分配给主机，当该主机尝试发送数据时，会认为目标地址是它自己，可能导致死锁或错误。2.广播风暴：如果将广播地址分配给主机，该主机收到自己的发送（因为它视为本地广播），可能会重复发送，导致不必要的广播流量淹没整个子网，引发广播风暴，降低网络性能。3.违反规则：IP协议规定网络地址和广播地址不能分配给单个主机使用。解析思路：1.网络地址是子网的标识符。主机需要知道自己的网络地址才能确定自己是该子网的一部分。2.广播地址是用于子网内所有主机的通用目标地址。3.主机地址需要是唯一的，用于标识单个设备。4.如果将网络地址/广播地址给主机，主机的协议栈处理逻辑会出错（如网络地址视为自身，广播地址视为自身并重复发送），破坏正常通信。5.IP协议设计规则禁止将网络地址和广播地址分配给主机。七、可以容纳的子网数量：8个(2^(32-26)=2^6=64个地址，每个子网2^6-2=62个可用主机。需要64个地址来划分成8个子网)。每个子网可以容纳的可用主机地址数量：30个(2^5-2=32-2=30)。解析思路：1.子网掩码255.255.255.224对应的二进制是11111111.11111111.11111111.11100000。前26位是网络位，后6位是主机位。2.子网数计算：子网位数=32-26=6。可以创建2^6=64个子网。3.每个子网可用主机数计算：主机位数=32-26=6。每个子网有2^6-2=64-2=62个可用主机地址。减2是因为要去掉网络地址和广播地址。八、固定子网掩码（FCS）：*优点：网络结构简单清晰，每个子网的大小固定，路由器配置相对