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 8 gleich große Subnetze aufgeteilt werden. Wenn du so wenige Bits wie möglich leihst, wie viele nutzbare Hosts H hat jedes Subnetz?
192.168.10.0/248 subnets
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Das Netz 192.168.31.0/24 wird mit VLSM für diese LANs aufgeteilt: A: 29 Hosts, B: 27 Hosts, C: 12 Hosts, D: 6 Hosts, E: 4 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 C?
A: 29B: 27C: 12D: 6E: 4
x =
3.RechnernetzeMittel
Was macht ARP?
- AEs routet Pakete im Internet
- BEs löst Domainnamen auf
- CEs vergibt IP-Adressen automatisch an Hosts, wenn sie dem lokalen Netzwerk beitreten
- DEs findet die MAC-Adresse, die zu einer IP-Adresse im lokalen Netzwerk gehört
4.RechnernetzeSchwer
Was steuert in einer TCP-Verbindung das Empfangsfenster (rwnd)?
- ADie Größe jedes IP-Paket-Headers
- BWie viele unbestätigte Daten der Sender senden darf, basierend auf dem Puffer des Empfängers
- CDie Anzahl offener Ports
- DDas Timeout vor einer Neuübertragung, berechnet aus der gemessenen Round-Trip-Zeit jedes Segments
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −59 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −598 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Ein System muss jedem von 70 Elementen einen eigenen Binärcode gleicher Länge geben. Wie viele Bits b braucht es mindestens?
70
b = bit
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: H = 30
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
23 = 8 ≥ 8 → b = 3, /27
Hosts pro Subnetz
25 − 2 = 30
Antwort
H = 30
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 64
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: 29 Hosts → 25 = 32 (/27)
B: 27 Hosts → 25 = 32 (/27)
C: 12 Hosts → 24 = 16 (/28)
D: 6 Hosts → 23 = 8 (/29)
E: 4 Hosts → 23 = 8 (/29)
Vergabe, größte zuerst
A: .0 – .31
B: .32 – .63
C: .64 – .79
D: .80 – .87
E: .88 – .95
Antwort
x = 64
LAN C: 192.168.31.64/28.
3.Rechnernetze
Antwort: D · Es findet die MAC-Adresse, die zu einer IP-Adresse im lokalen Netzwerk gehört
Warum das die Antwort ist
ARP sendet per Broadcast „Wer hat diese IP?“ und der Besitzer antwortet mit seiner MAC-Adresse, sodass Frames lokal zugestellt werden können.
Antwort
D · Es findet die MAC-Adresse, die zu einer IP-Adresse im lokalen Netzwerk gehört
4.Rechnernetze
Antwort: B · Wie viele unbestätigte Daten der Sender senden darf, basierend auf dem Puffer des Empfängers
Warum das die Antwort ist
Der Empfänger teilt mit, wie viel Pufferplatz er hat; der Sender begrenzt die unbestätigten Daten entsprechend und verhindert so eine Überlastung des Empfängers.
Antwort
B · Wie viele unbestätigte Daten der Sender senden darf, basierend auf dem Puffer des Empfängers
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 197
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
59 = 0011 1011
invertiert: 1100 0100
+1 → 1100 0101
Vorzeichenlos lesen
1100 0101₂ = 256 − 59 = 197
Antwort
U = 197
6.Zahlensysteme
Antwort: b = 7 bit
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.
Zweierpotenzen
26 = 64 < 70
27 = 128 ≥ 70
Antwort
b = 7
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