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
Eine Abteilung braucht 1793 Hostadressen in einem einzigen Subnetz. Welche ist die längste Präfixlänge p (kleinstes Subnetz), die groß genug ist?
1793 hosts
p =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Router hat Routen zu diesen Netzen: 10.188.161.0/24, 10.188.162.0/24, 10.188.163.0/24, 10.188.164.0/24, 10.188.165.0/24, 10.188.166.0/24, 10.188.167.0/24. Wie groß ist die längste Präfixlänge p einer einzigen Summenroute, die alle abdeckt?
10.188.161.0/24 … 10.188.167.0/24
p =
3.RechnernetzeMittel
Welcher Bereich von TCP/UDP-Portnummern ist als „Well-known Ports“ reserviert?
- A49152–65535
- B0–1023
- C1024–49151
- D0–65535
4.RechnernetzeSchwer
Wie verbessert ein Content Delivery Network (CDN) die Web-Performance hauptsächlich?
- AEs liefert zwischengespeicherte Inhalte von Servern in der Nähe der Nutzer aus
- BEs erhöht die Bandbreite der eigenen Heimanschlüsse der Nutzer
- CEs macht DNS-Abfragen überflüssig
- DEs ersetzt TCP durch ein schnelleres Transportprotokoll
5.ZahlensystemeMittel
Das 8-Bit-Muster 1011 0100 speichert eine vorzeichenbehaftete Ganzzahl im Zweierkomplement. Welchen Wert N hat sie im Dezimalsystem?
1011 01008 bit
N =
6.ZahlensystemeSchwer
Ein unkomprimiertes Bild hat 1280 × 720 Pixel mit 16 Bits pro Pixel. Wie viel Speicher M braucht es in KiB (1 KiB = 1024 Bytes)?
1280 × 720 px16 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: p = 21
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).
Benötigte Hostbits
210 − 2 = 1022 < 1793
211 − 2 = 2046 ≥ 1793 → h = 11
Präfixlänge
p = 32 − 11 = 21
Antwort
p = /21
2.IPv4-Subnetting
Antwort: p = 21
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
161 = 10100001
167 = 10100111
gemeinsame führende Bits: 5
Präfixlänge
p = 16 + 5 = 21
Antwort
p = /21
Summenroute: 10.188.160.0/21 (sie deckt auch 1 Netz(e) ab, die nicht in der Liste stehen).
3.Rechnernetze
Antwort: B · 0–1023
Warum das die Antwort ist
Die Ports 0–1023 sind Well-known Ports für Standarddienste. 1024–49151 sind registrierte Ports, und 49152–65535 sind dynamische oder private Ports.
Antwort
B · 0–1023
4.Rechnernetze
Antwort: A · Es liefert zwischengespeicherte Inhalte von Servern in der Nähe der Nutzer aus
Warum das die Antwort ist
CDNs legen Kopien von Inhalten an vielen Edge-Standorten ab und leiten Nutzer, oft über DNS, zu einem nahen Server. Das senkt die Latenz und die Last am Ursprungsserver.
Antwort
A · Es liefert zwischengespeicherte Inhalte von Servern in der Nähe der Nutzer aus
5.Zahlensysteme
Antwort: N = −76
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 + 32 + 16 + 4 = −76
Antwort
N = −76
6.Zahlensysteme
Antwort: M = 1800 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
1280·720·16 = 14745600 bit = 1843200 B
In KiB umrechnen
1843200/1024 = 1800 KiB
Antwort
M = 1800 KiB
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