Rechnernetze: Lernpaket

Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 6 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.

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1Formeln und Methoden

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

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
255.255.255.24811111111111111111111111111111000NetzbitsHostbits

Ein Subnetz verwendet die Maske 255.255.255.248. Wie viele nutzbare Hostadressen H hat es?

255.255.255.248
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
letztes Oktett = 134112806403201608141201NetzHost

Ein Host hat die Adresse 10.20.103.134/26. Welches ist das vierte Oktett x seiner Netzadresse?

10.20.103.134/26
x =
3.RechnernetzeMittel

Auf welcher OSI-Schicht arbeitet ein Switch normalerweise?

  1. ABitübertragungsschicht (Schicht 1)
  2. BVermittlungsschicht (Schicht 3)
  3. CTransportschicht (Schicht 4)
  4. DSicherungsschicht (Schicht 2)
4.RechnernetzeSchwer

Was macht BGP hauptsächlich im Internet?

  1. AEs tauscht Routing-Informationen zwischen autonomen Systemen aus
  2. BEs löst Namen in Adressen auf
  3. CEs verschlüsselt Daten zwischen Routern
  4. DEs vergibt über ihre Internetanbieter IP-Adressen an Privatnutzer
5.ZahlensystemeMittel
8-Bit-Zweierkomplement?−128?64?32?16?8?4?2?1

Schreibe −56 als 8-Bit-Muster im Zweierkomplement. Lies das Muster als vorzeichenlose Binärzahl: Welchen Wert U hat es im Dezimalsystem?

N = −568 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Klicke auf die Bits, um sie zu setzen012806403201608040201

Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 1101 0101 << 1. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?

1101 0101<< 1
R =

3Lösungen

1.IPv4-Subnetting

Antwort: H = 6

IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).

Präfixlänge

255.255.255.248 = /29

Nutzbare Hosts

23 − 2 = 6

Antwort

H = 6
2.IPv4-Subnetting

Antwort: x = 128

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

26 = 64

Subnetz dieses Hosts

Netz: ⌊134/64⌋·64 = 128
Broadcast: 128 + 64 − 1 = 191
nutzbare Hosts: 129 … 190

Antwort

x = 128
3.Rechnernetze

Antwort: D · Sicherungsschicht (Schicht 2)

Warum das die Antwort ist

Ein Standard-Switch lernt MAC-Adressen und leitet Frames auf Schicht 2 weiter. Layer-3-Switches können zusätzlich routen.

Antwort

D · Sicherungsschicht (Schicht 2)
4.Rechnernetze

Antwort: A · Es tauscht Routing-Informationen zwischen autonomen Systemen aus

Warum das die Antwort ist

BGP ist das Inter-Domain-Routingprotokoll; autonome Systeme (AS) kündigen erreichbare Präfixe an und wählen Pfade anhand von Richtlinien (Policies).

Antwort

A · Es tauscht Routing-Informationen zwischen autonomen Systemen aus
5.Zahlensysteme

Antwort: U = 200

Stellenwertsysteme: Jede Ziffer ist ihren Wert mal eine Potenz der Basis wert. Im Binärsystem sind die Stellen 1, 2, 4, 8, 16, … wert, im Hexadezimalsystem 1, 16, 256, …, wobei A–F für 10–15 stehen. Im 8-Bit-Zweierkomplement ist das linke Bit −128 statt +128 wert; so werden negative Zahlen gespeichert.

Invertieren und eins addieren

56 = 0011 1000
invertiert: 1100 0111
+1 → 1100 1000

Vorzeichenlos lesen

1100 1000₂ = 256 − 56 = 200

Antwort

U = 200
6.Zahlensysteme

Antwort: R = 170

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.

1101 0101 << 1
= 1010 1010

Wert des Ergebnisses

1010 1010₂ = 170

Antwort

R = 170

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