IPv4-Subnetting
- Hosts pro Subnetz
- 2(32 − prefix) − 2 (/31: 2, /32: 1)
- Blockgröße
- 256 − (mask octet)
- Netzadresse
- IP AND Maske
- Broadcast-Adresse
- IP OR (NOT Maske): alle Host-Bits auf 1
- Subnetze aus n geliehenen Bits
- 2n
Rechnernetze: Lernpaket
Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 6 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.
1Formeln und Methoden
Zahlensysteme
- Stellenwerte
- binär 2k, oktal 8k, hex 16k
- Ins Dezimalsystem
- Σ dk·bk
- Aus dem Dezimalsystem
- durch die Basis teilen, die Reste von unten nach oben lesen
- Hex ↔ binär
- eine Hex-Ziffer = 4 Bits
- Zweierkomplement
- die Bits invertieren und 1 addieren
2Übungsaufgaben
1.IPv4-SubnettingMittel
Eine Abteilung braucht 908 Hostadressen in einem einzigen Subnetz. Welche ist die längste Präfixlänge p (kleinstes Subnetz), die groß genug ist?
908 hosts
p =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Router hat Routen zu diesen Netzen: 10.84.123.0/24, 10.84.124.0/24, 10.84.125.0/24. Wie groß ist die längste Präfixlänge p einer einzigen Summenroute, die alle abdeckt?
10.84.123.0/24 … 10.84.125.0/24
p =
3.RechnernetzeMittel
Welcher Bereich von TCP/UDP-Portnummern ist als „Well-known Ports“ reserviert?
- A0–65535
- B49152–65535
- C1024–49151
- D0–1023
4.RechnernetzeSchwer
Eine Remote-Terminal-Anwendung reagiert träge, weil kleine Tastendruck-Pakete zurückgehalten werden. Welcher TCP-Mechanismus ist häufig dafür verantwortlich?
- AFast Retransmit
- BNagle-Algorithmus
- CDer Drei-Wege-Handshake
- DSlow Start
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −105 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −1058 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0111 1100 << 2. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0111 1100<< 2
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: p = 22
IPv4-Subnetting: Eine Adresse hat 32 Bits. Das Präfix /p gibt an, wie viele führende Bits das Netz bezeichnen; die übrigen 32 − p Bits nummerieren die Hosts. Ein Subnetz hat 2³²⁻ᵖ Adressen, aber die erste (Netzadresse) und die letzte (Broadcast-Adresse) können keinem Host gegeben werden, also passen 2³²⁻ᵖ − 2 Hosts hinein. Ausnahmen: Ein /31 (Punkt-zu-Punkt-Verbindung, RFC 3021) nutzt beide seiner 2 Adressen für Hosts, und ein /32 ist eine einzelne Adresse (ein einzelner Host oder ein Loopback).
Benötigte Hostbits
29 − 2 = 510 < 908
210 − 2 = 1022 ≥ 908 → h = 10
Präfixlänge
p = 32 − 10 = 22
Antwort
p = /22
2.IPv4-Subnetting
Antwort: p = 21
Routenzusammenfassung: Eine Summenroute a.b.c.0/p deckt alle Netze ab, deren erste p Bits übereinstimmen. Schreibe das abweichende Oktett des ersten und letzten Netzes binär; die Anzahl der gemeinsamen führenden Bits plus die Bits der Oktette davor ist das längste Summenpräfix.
Die Bits vergleichen
123 = 01111011
125 = 01111101
gemeinsame führende Bits: 5
Präfixlänge
p = 16 + 5 = 21
Antwort
p = /21
Summenroute: 10.84.120.0/21 (sie deckt auch 5 Netz(e) ab, die nicht in der Liste stehen).
3.Rechnernetze
Antwort: D · 0–1023
Warum das die Antwort ist
Die Ports 0–1023 sind Well-known Ports für Standarddienste. 1024–49151 sind registrierte Ports, und 49152–65535 sind dynamische oder private Ports.
Antwort
D · 0–1023
4.Rechnernetze
Antwort: B · Nagle-Algorithmus
Warum das die Antwort ist
Der Nagle-Algorithmus wartet und bündelt kleine Segmente, solange frühere Daten unbestätigt sind. Das spart Bandbreite, erhöht aber die Verzögerung bei interaktivem Verkehr.
Antwort
B · Nagle-Algorithmus
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 151
Bits setzen: Jedes Bit hat den Wert einer Zweierpotenz (128, 64, …, 1). Eine Hexadezimalziffer entspricht genau vier Bits, und im 8-Bit-Zweierkomplement hat das linke Bit den Wert −128. Bitweise Operationen wirken auf jede Bitposition einzeln.
Invertieren und eins addieren
105 = 0110 1001
invertiert: 1001 0110
+1 → 1001 0111
Vorzeichenlos lesen
1001 0111₂ = 256 − 105 = 151
Antwort
U = 151
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 240
Bits setzen: Jedes Bit hat den Wert einer Zweierpotenz (128, 64, …, 1). Eine Hexadezimalziffer entspricht genau vier Bits, und im 8-Bit-Zweierkomplement hat das linke Bit den Wert −128. Bitweise Operationen wirken auf jede Bitposition einzeln.
Bit für Bit
Das Linksschieben um 2 verschiebt jedes Bit um 2 Stellen nach links; Bits, die am linken Ende herausfallen, gehen verloren, und rechts kommen Nullen nach.
0111 1100 << 2
= 1111 0000
Wert des Ergebnisses
1111 0000₂ = 240
Antwort
R = 240
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