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 255.255.255.248. Wie viele nutzbare Hostadressen H hat es?
255.255.255.248
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 172.20.146.133/17. Wie lautet das dritte Oktett x der Broadcastadresse seines Subnetzes?
172.20.146.133/17
x =
3.RechnernetzeMittel
HTTP ist zustandslos. Wie halten Websites einen Nutzer üblicherweise über mehrere Anfragen hinweg angemeldet?
- AIndem das Passwort in der URL gespeichert wird
- BMit Cookies, die eine Sitzungs-ID oder ein Token enthalten
- CIndem die TCP-Verbindung tagelang offen gehalten wird
- DIndem jeder Nutzer eine feste IP-Adresse erhält
4.RechnernetzeSchwer
Eine TCP-Verbindung hat ein 64-KB-Fenster und 100 ms Round-Trip-Time, ohne Window Scaling. Wie hoch ist ihr maximaler Durchsatz ungefähr?
- AEtwa 0,5 Mbit/s
- BEtwa 640 Mbit/s
- CEtwa 5 Mbit/s
- DEtwa 50 Mbit/s
5.ZahlensystemeMittel
Schreibe −71 als 8-Bit-Muster im Zweierkomplement. Lies das Muster als vorzeichenlose Binärzahl: Welchen Wert U hat es im Dezimalsystem?
N = −718 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Ein unkomprimiertes Bild hat 1920 × 1080 Pixel mit 24 Bits pro Pixel. Wie viel Speicher M braucht es in KiB (1 KiB = 1024 Bytes)?
1920 × 1080 px24 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
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 = 255
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).
Blockgröße im dritten Oktett
27 = 128
Subnetz dieses Hosts
Netz: 172.20.128.0
Broadcast: 172.20.255.255
Antwort
x = 255
3.Rechnernetze
Antwort: B · Mit Cookies, die eine Sitzungs-ID oder ein Token enthalten
Warum das die Antwort ist
Der Server setzt ein Cookie mit einer Sitzungs-ID oder einem Token, und der Browser schickt es bei jeder Anfrage mit, sodass der Server den Nutzer wiedererkennt.
Antwort
B · Mit Cookies, die eine Sitzungs-ID oder ein Token enthalten
4.Rechnernetze
Antwort: C · Etwa 5 Mbit/s
Warum das die Antwort ist
Durchsatz ≤ Fenster / RTT = 65,536 × 8 Bit / 0,1 s ≈ 5,2 Mbit/s, egal wie schnell die Verbindung ist.
Antwort
C · Etwa 5 Mbit/s
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 185
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
71 = 0100 0111
invertiert: 1011 1000
+1 → 1011 1001
Vorzeichenlos lesen
1011 1001₂ = 256 − 71 = 185
Antwort
U = 185
6.Zahlensysteme
Antwort: M = 6075 KiB
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.
Bits und Bytes
1920·1080·24 = 49766400 bit = 6220800 B
In KiB umrechnen
6220800/1024 = 6075 KiB
Antwort
M = 6075 KiB
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