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 10.127.252.0/24 wird in gleich große Subnetze mit dem Präfix /26 aufgeteilt. Wie viele Subnetze N gibt es?
10.127.252.0/24/26
N =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 10.20.251.105/30. Welches ist das vierte Oktett x der letzten nutzbaren Hostadresse in seinem Subnetz?
10.20.251.105/30
x =
3.RechnernetzeMittel
Ein Browser erhält den HTTP-Statuscode 404. Was bedeutet das?
- ADie angeforderte Ressource wurde nicht gefunden
- BDer Server hatte einen internen Fehler
- CDer Client muss sich zuerst anmelden
- DDie Anfrage war erfolgreich
4.RechnernetzeSchwer
Was steuert in einer TCP-Verbindung das Empfangsfenster (rwnd)?
- ADas Timeout vor einer Neuübertragung, berechnet aus der gemessenen Round-Trip-Zeit jedes Segments
- BDie Größe jedes IP-Paket-Headers
- CDie Anzahl offener Ports
- DWie viele unbestätigte Daten der Sender senden darf, basierend auf dem Puffer des Empfängers
5.ZahlensystemeMittel
Schreibe −25 als 8-Bit-Muster im Zweierkomplement. Lies das Muster als vorzeichenlose Binärzahl: Welchen Wert U hat es im Dezimalsystem?
N = −258 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0010 1110 >> 1. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0010 1110>> 1
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: N = 4
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).
Geliehene Bits
26 − 24 = 2
Anzahl der Subnetze
N = 22 = 4
Antwort
N = 4
Jedes /26-Subnetz hat 26 − 2 = 62 nutzbare Hosts.
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 106
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
22 = 4
Subnetz dieses Hosts
Netz: ⌊105/4⌋·4 = 104
Broadcast: 104 + 4 − 1 = 107
nutzbare Hosts: 105 … 106
Antwort
x = 106
3.Rechnernetze
Antwort: A · Die angeforderte Ressource wurde nicht gefunden
Warum das die Antwort ist
404 Not Found bedeutet, dass der Server unter dieser URL keine Ressource hat. 200 ist OK, 401 Unauthorized und 500 Internal Server Error.
Antwort
A · Die angeforderte Ressource wurde nicht gefunden
4.Rechnernetze
Antwort: D · 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
D · Wie viele unbestätigte Daten der Sender senden darf, basierend auf dem Puffer des Empfängers
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 231
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
25 = 0001 1001
invertiert: 1110 0110
+1 → 1110 0111
Vorzeichenlos lesen
1110 0111₂ = 256 − 25 = 231
Antwort
U = 231
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 23
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 Rechtsschieben um 1 verschiebt jedes Bit um 1 Stellen nach rechts; Bits, die am rechten Ende herausfallen, gehen verloren, und links kommen Nullen nach.
0010 1110 >> 1
= 0001 0111
Wert des Ergebnisses
0001 0111₂ = 23
Antwort
R = 23
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