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
Ein Subnetz verwendet die Maske 255.255.255.240. Wie viele nutzbare Hostadressen H hat es?
255.255.255.240
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Das Netz 192.168.155.0/24 wird mit VLSM für diese LANs aufgeteilt: A: 122 Hosts, B: 41 Hosts, C: 14 Hosts, D: 20 Hosts. Die Subnetze werden ab .0 aufwärts vergeben, das LAN mit den meisten Hosts zuerst, jedes mit dem kleinsten passenden Subnetz. Wie lautet das vierte Oktett x der Netzadresse von LAN D?
A: 122B: 41C: 14D: 20
x =
3.RechnernetzeMittel
Was gibt ein MX-Eintrag im DNS an?
- ADie IPv4-Adresse eines Webservers
- BDie Nameserver einer Zone
- CEinen Aliasnamen für einen anderen Host
- DDie Mailserver, die E-Mails für eine Domain annehmen
4.RechnernetzeSchwer
Die „Slow Start“-Phase der TCP-Überlastkontrolle:
- AHalbiert das Überlastfenster mit jeder Round Trip, bis ein Paketverlust erkannt wird
- BHält das Fenster fest bei einem Segment
- CVergrößert das Überlastfenster exponentiell bis zu einem Schwellenwert oder einem Verlust
- DWird nur von UDP verwendet
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −72 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −728 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 1000 0101 << 1. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
1000 0101<< 1
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: H = 14
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).
Präfixlänge
255.255.255.240 = /28
Nutzbare Hosts
24 − 2 = 14
Antwort
H = 14
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 192
VLSM: Jedes LAN erhält das kleinste Subnetz mit 2ʰ − 2 ≥ seiner Hostzahl, also das Präfix 32 − h. Vergibt man die größten Subnetze zuerst, liegt jeder Block auf einem Vielfachen seiner eigenen Größe, und die Netzadressen ergeben sich durch Addieren der Blockgrößen.
Blockgröße pro LAN
A: 122 Hosts → 27 = 128 (/25)
B: 41 Hosts → 26 = 64 (/26)
D: 20 Hosts → 25 = 32 (/27)
C: 14 Hosts → 24 = 16 (/28)
Vergabe, größte zuerst
A: .0 – .127
B: .128 – .191
D: .192 – .223
C: .224 – .239
Antwort
x = 192
LAN D: 192.168.155.192/27.
3.Rechnernetze
Antwort: D · Die Mailserver, die E-Mails für eine Domain annehmen
Warum das die Antwort ist
MX-Einträge (Mail Exchange) listen Mailserver mit Prioritäten auf, damit sendende Server wissen, wohin sie Mails für diese Domain zustellen sollen.
Antwort
D · Die Mailserver, die E-Mails für eine Domain annehmen
4.Rechnernetze
Antwort: C · Vergrößert das Überlastfenster exponentiell bis zu einem Schwellenwert oder einem Verlust
Warum das die Antwort ist
Slow Start vergrößert das Überlastfenster exponentiell; nach dem Schwellenwert wächst es bei der Überlastvermeidung (Congestion Avoidance) linear, und ein Verlust verkleinert es.
Antwort
C · Vergrößert das Überlastfenster exponentiell bis zu einem Schwellenwert oder einem Verlust
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 184
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
72 = 0100 1000
invertiert: 1011 0111
+1 → 1011 1000
Vorzeichenlos lesen
1011 1000₂ = 256 − 72 = 184
Antwort
U = 184
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 10
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 1 verschiebt jedes Bit um 1 Stellen nach links; Bits, die am linken Ende herausfallen, gehen verloren, und rechts kommen Nullen nach.
1000 0101 << 1
= 0000 1010
Wert des Ergebnisses
0000 1010₂ = 10
Antwort
R = 10
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