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 10.210.112.0/20 wird in gleich große Subnetze mit dem Präfix /25 aufgeteilt. Wie viele Subnetze N gibt es?
10.210.112.0/20/25
N =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 10.20.9.103/27. Welches ist das vierte Oktett x der letzten nutzbaren Hostadresse in seinem Subnetz?
10.20.9.103/27
x =
3.RechnernetzeMittel
Was ist der Hauptunterschied zwischen den HTTP-Methoden GET und POST?
- AGET nutzt UDP, POST nutzt TCP
- BGET ruft eine Ressource ab, POST übermittelt Daten im Request-Body
- CGET löscht eine Ressource, POST liest sie aus der Datenbank des Servers
- DGET ist verschlüsselt, POST nicht
4.RechnernetzeSchwer
Eine Remote-Terminal-Anwendung reagiert träge, weil kleine Tastendruck-Pakete zurückgehalten werden. Welcher TCP-Mechanismus ist häufig dafür verantwortlich?
- ANagle-Algorithmus
- BFast Retransmit
- CDer Drei-Wege-Handshake
- DSlow Start
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −99 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −998 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Ein unkomprimiertes Bild hat 256 × 256 Pixel mit 32 Bits pro Pixel. Wie viel Speicher M braucht es in KiB (1 KiB = 1024 Bytes)?
256 × 256 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: N = 32
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
25 − 20 = 5
Anzahl der Subnetze
N = 25 = 32
Antwort
N = 32
Jedes /25-Subnetz hat 27 − 2 = 126 nutzbare Hosts.
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 126
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
25 = 32
Subnetz dieses Hosts
Netz: ⌊103/32⌋·32 = 96
Broadcast: 96 + 32 − 1 = 127
nutzbare Hosts: 97 … 126
Antwort
x = 126
3.Rechnernetze
Antwort: B · GET ruft eine Ressource ab, POST übermittelt Daten im Request-Body
Warum das die Antwort ist
GET fordert eine Ressource an und sollte den Serverzustand nicht ändern. POST sendet Daten, etwa ein Formular, im Body zur Verarbeitung an den Server.
Antwort
B · GET ruft eine Ressource ab, POST übermittelt Daten im Request-Body
4.Rechnernetze
Antwort: A · Nagle-Algorithmus
Warum das die Antwort ist
Der Nagle-Algorithmus wartet und bündelt kleine Segmente, solange frühere Daten unbestätigt sind. Das spart Bandbreite, erhöht aber die Verzögerung bei interaktivem Verkehr.
Antwort
A · Nagle-Algorithmus
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 157
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
99 = 0110 0011
invertiert: 1001 1100
+1 → 1001 1101
Vorzeichenlos lesen
1001 1101₂ = 256 − 99 = 157
Antwort
U = 157
6.Zahlensysteme
Antwort: M = 256 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
256·256·32 = 2097152 bit = 262144 B
In KiB umrechnen
262144/1024 = 256 KiB
Antwort
M = 256 KiB
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