Rechnernetze: Lernpaket

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

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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
/24 → /2611111111111111111111111111000000NetzbitsHostbits

Das Netz 10.117.96.0/24 wird in gleich große Subnetze mit dem Präfix /26 aufgeteilt. Wie viele Subnetze N gibt es?

10.117.96.0/24/26
N =
2.IPv4-SubnettingSchwer
letztes Oktett = 57012806413211618040211NetzHost

Ein Host hat die Adresse 10.20.31.57/27. Welches ist das vierte Oktett x der letzten nutzbaren Hostadresse in seinem Subnetz?

10.20.31.57/27
x =
3.RechnernetzeMittel

Welche Metrik nutzt RIP zur Wahl von Routen?

  1. AGeschäftliche Richtlinien
  2. BBandbreite der Verbindung
  3. CGemessene Verzögerung
  4. DHop-Anzahl
4.RechnernetzeSchwer

Welche Schicht im TCP/IP-Modell fügt Portnummern hinzu?

  1. AAnwendungsschicht
  2. BNetzzugangsschicht
  3. CTransportschicht
  4. DInternetschicht
5.ZahlensystemeMittel
8-Bit-Zweierkomplement?−128?64?32?16?8?4?2?1

Schreibe −87 als 8-Bit-Muster im Zweierkomplement. Lies das Muster als vorzeichenlose Binärzahl: Welchen Wert U hat es im Dezimalsystem?

N = −878 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Klicke auf die Bits, um sie zu setzen012806403201608040201

Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 1100 0100 >> 3. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?

1100 0100>> 3
R =

3Lösungen

1.IPv4-Subnetting

Antwort: N = 4

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).

Geliehene Bits

26 − 24 = 2

Anzahl der Subnetze

N = 22 = 4

Antwort

N = 4

Jedes /26-Subnetz hat 26 − 2 = 62 nutzbare Hosts.

2.IPv4-Subnetting

Antwort: x = 62

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: ⌊57/32⌋·32 = 32
Broadcast: 32 + 32 − 1 = 63
nutzbare Hosts: 33 … 62

Antwort

x = 62
3.Rechnernetze

Antwort: D · Hop-Anzahl

Warum das die Antwort ist

RIP ist ein Distanzvektorprotokoll, das Hops zählt, wobei 16 „unerreichbar“ bedeutet. Das beschränkt es auf kleine Netzwerke.

Antwort

D · Hop-Anzahl
4.Rechnernetze

Antwort: C · Transportschicht

Warum das die Antwort ist

TCP- und UDP-Header enthalten Quell- und Zielports; die Internetschicht (IP) fügt die Adressen hinzu.

Antwort

C · Transportschicht
5.Zahlensysteme

Antwort: U = 169

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.

Invertieren und eins addieren

87 = 0101 0111
invertiert: 1010 1000
+1 → 1010 1001

Vorzeichenlos lesen

1010 1001₂ = 256 − 87 = 169

Antwort

U = 169
6.Zahlensysteme

Antwort: R = 24

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.

Bit für Bit

Das Rechtsschieben um 3 verschiebt jedes Bit um 3 Stellen nach rechts; Bits, die am rechten Ende herausfallen, gehen verloren, und links kommen Nullen nach.

1100 0100 >> 3
= 0001 1000

Wert des Ergebnisses

0001 1000₂ = 24

Antwort

R = 24

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