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
255.255.252.011111111111111111111110000000000NetzbitsHostbits

Ein Subnetz verwendet die Maske 255.255.252.0. Wie viele nutzbare Hostadressen H hat es?

255.255.252.0
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer

Das Netz 192.168.230.0/24 wird mit VLSM für diese LANs aufgeteilt: A: 77 Hosts, B: 11 Hosts, C: 35 Hosts, D: 6 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 B?

A: 77B: 11C: 35D: 6
x =
3.RechnernetzeMittel

Wie unterscheidet sich eine zustandsbehaftete (stateful) Firewall von einem einfachen Paketfilter?

  1. ASie verfolgt Verbindungen und lässt Antworten zu, die zu bestehenden Sitzungen gehören
  2. BSie verschlüsselt jedes weitergeleitete Paket
  3. CSie blockiert ausnahmslos den gesamten eingehenden Verkehr, auch Antworten auf ausgehende Anfragen
  4. DSie prüft nur die MAC-Adresse jedes Rahmens
4.RechnernetzeSchwer

Was steuert in einer TCP-Verbindung das Empfangsfenster (rwnd)?

  1. ADie Anzahl offener Ports
  2. BDie Größe jedes IP-Paket-Headers
  3. CDas Timeout vor einer Neuübertragung, berechnet aus der gemessenen Round-Trip-Zeit jedes Segments
  4. DWie viele unbestätigte Daten der Sender senden darf, basierend auf dem Puffer des Empfängers
5.ZahlensystemeMittel
8-Bit-Zweierkomplement0−12806403201608040201

Setze die Bits so, dass sie −55 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?

N = −558 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
3464 Codes, b = ? Bit?2ᵇ⁻¹…?4?2?1

Ein System muss jedem von 3464 Elementen einen eigenen Binärcode gleicher Länge geben. Wie viele Bits b braucht es mindestens?

3464
b = bit

3Lösungen

1.IPv4-Subnetting

Antwort: H = 1022

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

255.255.252.0 = /22

Nutzbare Hosts

210 − 2 = 1022

Antwort

H = 1022
2.IPv4-Subnetting

Antwort: x = 192

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: 77 Hosts → 27 = 128 (/25)
C: 35 Hosts → 26 = 64 (/26)
B: 11 Hosts → 24 = 16 (/28)
D: 6 Hosts → 23 = 8 (/29)

Vergabe, größte zuerst

A: .0 – .127
C: .128 – .191
B: .192 – .207
D: .208 – .215

Antwort

x = 192

LAN B: 192.168.230.192/28.

3.Rechnernetze

Antwort: A · Sie verfolgt Verbindungen und lässt Antworten zu, die zu bestehenden Sitzungen gehören

Warum das die Antwort ist

Eine Stateful Firewall führt eine Tabelle aktiver Verbindungen, sodass Rückverkehr automatisch zugelassen wird. Ein zustandsloser Filter beurteilt jedes Paket isoliert.

Antwort

A · Sie verfolgt Verbindungen und lässt Antworten zu, die zu bestehenden Sitzungen gehören
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 = 201

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

55 = 0011 0111
invertiert: 1100 1000
+1 → 1100 1001

Vorzeichenlos lesen

1100 1001₂ = 256 − 55 = 201

Antwort

U = 201
6.Zahlensysteme

Antwort: b = 12 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

211 = 2048 < 3464
212 = 4096 ≥ 3464

Antwort

b = 12

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