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
Ein Subnetz verwendet die Maske 255.255.255.248. Wie viele nutzbare Hostadressen H hat es?
255.255.255.248
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Das Netz 192.168.198.0/24 wird mit VLSM für diese LANs aufgeteilt: A: 15 Hosts, B: 5 Hosts, C: 8 Hosts, D: 28 Hosts, E: 6 Hosts. Die Subnetze werden ab .0 aufwärts vergeben, das LAN mit den meisten Hosts zuerst, jedes mit dem kleinsten passenden Subnetz. Wie lautet das vierte Oktett x der Netzadresse von LAN E?
A: 15B: 5C: 8D: 28E: 6
x =
3.RechnernetzeMittel
Welcher Bereich von TCP/UDP-Portnummern ist als „Well-known Ports“ reserviert?
- A0–1023
- B1024–49151
- C49152–65535
- D0–65535
4.RechnernetzeSchwer
Was steuert in einer TCP-Verbindung das Empfangsfenster (rwnd)?
- AWie viele unbestätigte Daten der Sender senden darf, basierend auf dem Puffer des Empfängers
- BDas Timeout vor einer Neuübertragung, berechnet aus der gemessenen Round-Trip-Zeit jedes Segments
- CDie Größe jedes IP-Paket-Headers
- DDie Anzahl offener Ports
5.ZahlensystemeMittel
Das 8-Bit-Muster 1011 1011 speichert eine vorzeichenbehaftete Ganzzahl im Zweierkomplement. Welchen Wert N hat sie im Dezimalsystem?
1011 10118 bit
N =
6.ZahlensystemeSchwer
Ein unkomprimiertes Bild hat 1920 × 1080 Pixel mit 8 Bits pro Pixel. Wie viel Speicher M braucht es in KiB (1 KiB = 1024 Bytes)?
1920 × 1080 px8 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: H = 6
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).
Präfixlänge
255.255.255.248 = /29
Nutzbare Hosts
23 − 2 = 6
Antwort
H = 6
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 80
VLSM: Jedes LAN erhält das kleinste Subnetz mit 2ʰ − 2 ≥ seiner Hostzahl, also das Präfix 32 − h. Vergibt man die größten Subnetze zuerst, liegt jeder Block auf einem Vielfachen seiner eigenen Größe, und die Netzadressen ergeben sich durch Addieren der Blockgrößen.
Blockgröße pro LAN
D: 28 Hosts → 25 = 32 (/27)
A: 15 Hosts → 25 = 32 (/27)
C: 8 Hosts → 24 = 16 (/28)
E: 6 Hosts → 23 = 8 (/29)
B: 5 Hosts → 23 = 8 (/29)
Vergabe, größte zuerst
D: .0 – .31
A: .32 – .63
C: .64 – .79
E: .80 – .87
B: .88 – .95
Antwort
x = 80
LAN E: 192.168.198.80/29.
3.Rechnernetze
Antwort: A · 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
A · 0–1023
4.Rechnernetze
Antwort: A · Wie viele unbestätigte Daten der Sender senden darf, basierend auf dem Puffer des Empfängers
Warum das die Antwort ist
Der Empfänger teilt mit, wie viel Pufferplatz er hat; der Sender begrenzt die unbestätigten Daten entsprechend und verhindert so eine Überlastung des Empfängers.
Antwort
A · Wie viele unbestätigte Daten der Sender senden darf, basierend auf dem Puffer des Empfängers
5.Zahlensysteme
Antwort: N = −69
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 + 8 + 2 + 1 = −69
Antwort
N = −69
6.Zahlensysteme
Antwort: M = 2025 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
1920·1080·8 = 16588800 bit = 2073600 B
In KiB umrechnen
2073600/1024 = 2025 KiB
Antwort
M = 2025 KiB
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