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
Eine Abteilung braucht 1587 Hostadressen in einem einzigen Subnetz. Welche ist die längste Präfixlänge p (kleinstes Subnetz), die groß genug ist?
1587 hosts
p =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 10.20.194.252/30. Welche ist die letzte Zahl (viertes Oktett) x der Broadcast-Adresse seines Subnetzes?
10.20.194.252/30
x =
3.RechnernetzeMittel
In welcher Reihenfolge laufen die Nachrichten üblicherweise ab, wenn ein Client eine Adresse per DHCP erhält?
- AOffer, Discover, Acknowledge, Request
- BDiscover, Offer, Request, Acknowledge
- CDiscover, Request, Offer, Acknowledge
- DRequest, Offer, Discover, Acknowledge
4.RechnernetzeSchwer
Wie verbessert ein Content Delivery Network (CDN) die Web-Performance hauptsächlich?
- AEs macht DNS-Abfragen überflüssig
- BEs ersetzt TCP durch ein schnelleres Transportprotokoll
- CEs erhöht die Bandbreite der eigenen Heimanschlüsse der Nutzer
- DEs liefert zwischengespeicherte Inhalte von Servern in der Nähe der Nutzer aus
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −18 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −188 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0111 0011 >> 1. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0111 0011>> 1
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: p = 21
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).
Benötigte Hostbits
210 − 2 = 1022 < 1587
211 − 2 = 2046 ≥ 1587 → h = 11
Präfixlänge
p = 32 − 11 = 21
Antwort
p = /21
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 255
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
22 = 4
Subnetz dieses Hosts
Netz: ⌊252/4⌋·4 = 252
Broadcast: 252 + 4 − 1 = 255
nutzbare Hosts: 253 … 254
Antwort
x = 255
3.Rechnernetze
Antwort: B · Discover, Offer, Request, Acknowledge
Warum das die Antwort ist
Der Client sendet Discover als Broadcast, Server antworten mit Offers, der Client fordert mit Request ein Angebot an, und der gewählte Server bestätigt mit Acknowledge.
Antwort
B · Discover, Offer, Request, Acknowledge
4.Rechnernetze
Antwort: D · Es liefert zwischengespeicherte Inhalte von Servern in der Nähe der Nutzer aus
Warum das die Antwort ist
CDNs legen Kopien von Inhalten an vielen Edge-Standorten ab und leiten Nutzer, oft über DNS, zu einem nahen Server. Das senkt die Latenz und die Last am Ursprungsserver.
Antwort
D · Es liefert zwischengespeicherte Inhalte von Servern in der Nähe der Nutzer aus
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 238
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
18 = 0001 0010
invertiert: 1110 1101
+1 → 1110 1110
Vorzeichenlos lesen
1110 1110₂ = 256 − 18 = 238
Antwort
U = 238
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 57
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 1 verschiebt jedes Bit um 1 Stellen nach rechts; Bits, die am rechten Ende herausfallen, gehen verloren, und links kommen Nullen nach.
0111 0011 >> 1
= 0011 1001
Wert des Ergebnisses
0011 1001₂ = 57
Antwort
R = 57
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