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
Das Netz 192.168.10.0/24 soll in mindestens 3 gleich große Subnetze aufgeteilt werden. Wenn du so wenige Bits wie möglich leihst, wie viele nutzbare Hosts H hat jedes Subnetz?
192.168.10.0/243 subnets
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 10.20.178.8/27. Welche ist die letzte Zahl (viertes Oktett) x der Broadcast-Adresse seines Subnetzes?
10.20.178.8/27
x =
3.RechnernetzeMittel
Wozu dient der TCP-Drei-Wege-Handshake?
- AUm die Daten zu verschlüsseln
- BUm die IP-Adresse eines Hosts zu finden, bevor Daten an ihn gesendet werden können
- CUm eine Verbindung schnell zu schließen
- DUm eine Verbindung aufzubauen und Sequenznummern zu synchronisieren
4.RechnernetzeSchwer
Was bewirkt TCP Fast Retransmit?
- AEs sendet ein Segment nach drei doppelten ACKs erneut, ohne auf den Timeout zu warten
- BEs sendet sicherheitshalber jedes Segment zweimal
- CEs überspringt beim erneuten Verbinden mit bekannten Hosts den Drei-Wege-Handshake, sodass Daten früher erneut gesendet werden
- DEs verdoppelt das Fenster nach jedem Verlust
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −81 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −818 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0100 0111 AND 1111 0001. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0100 0111AND1111 0001
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: H = 62
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).
Zu leihende Bits
22 = 4 ≥ 3 → b = 2, /26
Hosts pro Subnetz
26 − 2 = 62
Antwort
H = 62
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 31
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).
Blockgröße
25 = 32
Subnetz dieses Hosts
Netz: ⌊8/32⌋·32 = 0
Broadcast: 0 + 32 − 1 = 31
nutzbare Hosts: 1 … 30
Antwort
x = 31
3.Rechnernetze
Antwort: D · Um eine Verbindung aufzubauen und Sequenznummern zu synchronisieren
Warum das die Antwort ist
Der Handshake baut eine Verbindung auf und legt auf beiden Seiten die initialen Sequenznummern fest, bevor Daten gesendet werden.
Antwort
D · Um eine Verbindung aufzubauen und Sequenznummern zu synchronisieren
4.Rechnernetze
Antwort: A · Es sendet ein Segment nach drei doppelten ACKs erneut, ohne auf den Timeout zu warten
Warum das die Antwort ist
Drei doppelte ACKs deuten stark auf ein einzelnes verlorenes Segment hin, daher sendet TCP es sofort erneut. Das stellt den Fluss viel schneller wieder her als das Warten auf den Retransmission-Timer.
Antwort
A · Es sendet ein Segment nach drei doppelten ACKs erneut, ohne auf den Timeout zu warten
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 175
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
81 = 0101 0001
invertiert: 1010 1110
+1 → 1010 1111
Vorzeichenlos lesen
1010 1111₂ = 256 − 81 = 175
Antwort
U = 175
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 65
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
AND ergibt nur dort 1, wo beide Bits 1 sind.
0100 0111
AND 1111 0001
= 0100 0001
Wert des Ergebnisses
0100 0001₂ = 65
Antwort
R = 65
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