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 10.242.112.0/20 wird in gleich große Subnetze mit dem Präfix /27 aufgeteilt. Wie viele Subnetze N gibt es?
10.242.112.0/20/27
N =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Router hat Routen zu diesen Netzen: 10.18.165.0/24, 10.18.166.0/24, 10.18.167.0/24, 10.18.168.0/24. Wie groß ist die längste Präfixlänge p einer einzigen Summenroute, die alle abdeckt?
10.18.165.0/24 … 10.18.168.0/24
p =
3.RechnernetzeMittel
Welches Protokoll verwendet der Befehl „ping“?
- ATCP
- BHTTP
- CUDP
- DICMP
4.RechnernetzeSchwer
Was bewirkt TCP Fast Retransmit?
- AEs sendet sicherheitshalber jedes Segment zweimal
- BEs überspringt beim erneuten Verbinden mit bekannten Hosts den Drei-Wege-Handshake, sodass Daten früher erneut gesendet werden
- CEs verdoppelt das Fenster nach jedem Verlust
- DEs sendet ein Segment nach drei doppelten ACKs erneut, ohne auf den Timeout zu warten
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −112 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −1128 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0110 0100 OR 0010 0001. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0110 0100OR0010 0001
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: N = 128
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).
Geliehene Bits
27 − 20 = 7
Anzahl der Subnetze
N = 27 = 128
Antwort
N = 128
Jedes /27-Subnetz hat 25 − 2 = 30 nutzbare Hosts.
2.IPv4-Subnetting
Antwort: p = 20
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
165 = 10100101
168 = 10101000
gemeinsame führende Bits: 4
Präfixlänge
p = 16 + 4 = 20
Antwort
p = /20
Summenroute: 10.18.160.0/20 (sie deckt auch 12 Netz(e) ab, die nicht in der Liste stehen).
3.Rechnernetze
Antwort: D · ICMP
Warum das die Antwort ist
Ping sendet ICMP-Echo-Requests und misst die Zeit, bis die Echo-Replies zurückkommen.
Antwort
D · ICMP
4.Rechnernetze
Antwort: D · 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
D · Es sendet ein Segment nach drei doppelten ACKs erneut, ohne auf den Timeout zu warten
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 144
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
112 = 0111 0000
invertiert: 1000 1111
+1 → 1001 0000
Vorzeichenlos lesen
1001 0000₂ = 256 − 112 = 144
Antwort
U = 144
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 101
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
OR ergibt dort 1, wo mindestens ein Bit 1 ist.
0110 0100
OR 0010 0001
= 0110 0101
Wert des Ergebnisses
0110 0101₂ = 101
Antwort
R = 101
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