Rechnernetze: Lernpaket

Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 6 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.

Neue AufgabenZurück zum Kurs

Wähle im Druckfenster „Als PDF speichern“, um eine Kopie auf deinem Gerät zu behalten.

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
/16 → /2211111111111111111111110000000000NetzbitsHostbits

Das Netz 172.31.0.0/16 wird in gleich große Subnetze mit dem Präfix /22 aufgeteilt. Wie viele Subnetze N gibt es?

172.31.0.0/16/22
N =
2.IPv4-SubnettingSchwer
letztes Oktett = 38012806413201608141201NetzHost

Ein Host hat die Adresse 10.20.139.38/27. Welche ist die letzte Zahl (viertes Oktett) x der Broadcast-Adresse seines Subnetzes?

10.20.139.38/27
x =
3.RechnernetzeMittel

Was macht ARP?

  1. AEs vergibt IP-Adressen automatisch an Hosts, wenn sie dem lokalen Netzwerk beitreten
  2. BEs findet die MAC-Adresse, die zu einer IP-Adresse im lokalen Netzwerk gehört
  3. CEs routet Pakete im Internet
  4. DEs löst Domainnamen auf
4.RechnernetzeSchwer

Head-of-Line-Blocking bei HTTP/2 über TCP tritt auf, weil:

  1. AJede Anfrage eine eigene neue TCP-Verbindung benötigt, sodass spätere Anfragen in einer Warteschlange warten
  2. BServer keine parallelen Anfragen verarbeiten können
  3. CHTTP/2 UDP verwendet
  4. DEin verlorenes TCP-Segment alle gemultiplexten Streams verzögert, bis es neu übertragen wurde
5.ZahlensystemeMittel
Stellenwerte im Zweierkomplement0−12806413201618040211

Das 8-Bit-Muster 0010 1001 speichert eine vorzeichenbehaftete Ganzzahl im Zweierkomplement. Welchen Wert N hat sie im Dezimalsystem?

0010 10018 bit
N =
6.ZahlensystemeSchwer
850 Codes, b = ? Bit?2ᵇ⁻¹…?4?2?1

Ein System muss jedem von 850 Elementen einen eigenen Binärcode gleicher Länge geben. Wie viele Bits b braucht es mindestens?

850
b = bit

3Lösungen

1.IPv4-Subnetting

Antwort: N = 64

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

22 − 16 = 6

Anzahl der Subnetze

N = 26 = 64

Antwort

N = 64

Jedes /22-Subnetz hat 210 − 2 = 1022 nutzbare Hosts.

2.IPv4-Subnetting

Antwort: x = 63

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: ⌊38/32⌋·32 = 32
Broadcast: 32 + 32 − 1 = 63
nutzbare Hosts: 33 … 62

Antwort

x = 63
3.Rechnernetze

Antwort: B · Es findet die MAC-Adresse, die zu einer IP-Adresse im lokalen Netzwerk gehört

Warum das die Antwort ist

ARP sendet per Broadcast „Wer hat diese IP?“ und der Besitzer antwortet mit seiner MAC-Adresse, sodass Frames lokal zugestellt werden können.

Antwort

B · Es findet die MAC-Adresse, die zu einer IP-Adresse im lokalen Netzwerk gehört
4.Rechnernetze

Antwort: D · Ein verlorenes TCP-Segment alle gemultiplexten Streams verzögert, bis es neu übertragen wurde

Warum das die Antwort ist

TCP liefert Bytes in Reihenfolge aus, daher blockiert ein einziger Verlust jeden Stream der Verbindung. QUIC (HTTP/3) behandelt Streams unabhängig voneinander über UDP.

Antwort

D · Ein verlorenes TCP-Segment alle gemultiplexten Streams verzögert, bis es neu übertragen wurde
5.Zahlensysteme

Antwort: N = 41

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.

32 + 8 + 1 = 41

Antwort

N = 41
6.Zahlensysteme

Antwort: b = 10 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

29 = 512 < 850
210 = 1024 ≥ 850

Antwort

b = 10

ExamProblems · examproblems.com/courses/computer-networks