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 192.168.204.0/24 wird in /25-Subnetze aufgeteilt, nummeriert mit 1, 2, 3, … ab der niedrigsten Adresse (Subnetz 1 beginnt bei .0). Wie lautet das vierte Oktett x der Netzadresse von Subnetz 2?
192.168.204.0/24/25Subnetz 2 (Subnetz 1 beginnt bei .0)
x =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Router hat Routen zu diesen Netzen: 10.67.102.0/24, 10.67.103.0/24, 10.67.104.0/24. Wie groß ist die längste Präfixlänge p einer einzigen Summenroute, die alle abdeckt?
10.67.102.0/24 … 10.67.104.0/24
p =
3.RechnernetzeMittel
Welcher Bereich von TCP/UDP-Portnummern ist als „Well-known Ports“ reserviert?
- A49152–65535
- B0–1023
- C0–65535
- D1024–49151
4.RechnernetzeSchwer
Wie unterscheidet sich bei Sliding-Window-Protokollen Go-Back-N von Selective Repeat, wenn ein Rahmen verloren geht?
- AGo-Back-N sendet den verlorenen Rahmen und alle späteren erneut; Selective Repeat nur den verlorenen
- BBeide senden das ganze Fenster von vorn erneut
- CKeines sendet verlorene Rahmen jemals erneut
- DGo-Back-N sendet nur den verlorenen Rahmen erneut; Selective Repeat diesen Rahmen und alle späteren
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −32 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −328 bit
U =
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: x = 128
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).
Blockgröße
27 = 128
Subnetz Nummer 2
Netz: (2 − 1)·128 = 128
Broadcast: 128 + 128 − 1 = 255
Antwort
x = 128
2.IPv4-Subnetting
Antwort: p = 20
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
102 = 01100110
104 = 01101000
gemeinsame führende Bits: 4
Präfixlänge
p = 16 + 4 = 20
Antwort
p = /20
Summenroute: 10.67.96.0/20 (sie deckt auch 13 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 · Go-Back-N sendet den verlorenen Rahmen und alle späteren erneut; Selective Repeat nur den verlorenen
Warum das die Antwort ist
Ein Go-Back-N-Empfänger verwirft Rahmen außer der Reihe, daher muss der Sender alles nach dem Verlust wiederholen. Selective Repeat puffert sie und fordert nur den fehlenden an.
Antwort
A · Go-Back-N sendet den verlorenen Rahmen und alle späteren erneut; Selective Repeat nur den verlorenen
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 224
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
32 = 0010 0000
invertiert: 1101 1111
+1 → 1110 0000
Vorzeichenlos lesen
1110 0000₂ = 256 − 32 = 224
Antwort
U = 224
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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