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
Ein Host hat die Adresse 172.20.122.99/17. Wie lautet das dritte Oktett x der Broadcastadresse seines Subnetzes?
172.20.122.99/17
x =
3.RechnernetzeMittel
Warum wird UDP bei Live-Videoanrufen oft bevorzugt?
- AUDP ist für alle Videos vorgeschrieben
- BGeringe Verzögerung ist wichtiger als die Neuübertragung jedes verlorenen Pakets
- CUDP verschlüsselt Daten automatisch
- DUDP garantiert, dass jedes Paket ankommt, sodass das Bild nie einfriert
4.RechnernetzeSchwer
DNS-Anfragen nutzen normalerweise UDP. Wann verwendet DNS typischerweise stattdessen TCP?
- AFür jede Anfrage aus einem Webbrowser
- BFür Antworten, die zu groß für UDP sind, und für Zonentransfers
- CNur für Rückwärtsauflösungen von IP-Adressen
- DNur wenn der Domainname länger als zehn Zeichen ist
5.ZahlensystemeMittel
Das 8-Bit-Muster 1110 1001 speichert eine vorzeichenbehaftete Ganzzahl im Zweierkomplement. Welchen Wert N hat sie im Dezimalsystem?
1110 10018 bit
N =
6.ZahlensystemeSchwer
Ein unkomprimiertes Bild hat 640 × 480 Pixel mit 32 Bits pro Pixel. Wie viel Speicher M braucht es in KiB (1 KiB = 1024 Bytes)?
640 × 480 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
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 = 127
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 im dritten Oktett
27 = 128
Subnetz dieses Hosts
Netz: 172.20.0.0
Broadcast: 172.20.127.255
Antwort
x = 127
3.Rechnernetze
Antwort: B · Geringe Verzögerung ist wichtiger als die Neuübertragung jedes verlorenen Pakets
Warum das die Antwort ist
Die Neuübertragung verlorener Pakete würde Verzögerung verursachen; Echtzeitmedien tolerieren etwas Verlust, daher werden UDP-basierte Protokolle wie RTP verwendet.
Antwort
B · Geringe Verzögerung ist wichtiger als die Neuübertragung jedes verlorenen Pakets
4.Rechnernetze
Antwort: B · Für Antworten, die zu groß für UDP sind, und für Zonentransfers
Warum das die Antwort ist
Ist eine UDP-Antwort abgeschnitten (truncated), wiederholt der Resolver die Anfrage über TCP. Auch Zonentransfers zwischen Nameservern nutzen TCP, weil sie viele Daten übertragen.
Antwort
B · Für Antworten, die zu groß für UDP sind, und für Zonentransfers
5.Zahlensysteme
Antwort: N = −23
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.
Stellenwerte addieren
Die übrigen Bits behalten ihre normalen positiven Werte.
−128 + 64 + 32 + 8 + 1 = −23
Antwort
N = −23
6.Zahlensysteme
Antwort: M = 1200 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
640·480·32 = 9830400 bit = 1228800 B
In KiB umrechnen
1228800/1024 = 1200 KiB
Antwort
M = 1200 KiB
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