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Netzwerkdesign und Netzwerkbetrieb

Lernen der MAC-Adressen, VLANs und Trunks, STP und RSTP, Link Aggregation, VLSM und Routenzusammenfassung, Longest Prefix Match, statische Routen und administrative Distanz, OSPF-Kosten und BGP, Inter-VLAN-Routing und VRRP, DHCP-Relay und DNS, Portweiterleitung und ACLs, SLAAC und EUI-64, traceroute, Fragmentierung und Path MTU Discovery, QoS, SNMP und NetFlow sowie Fehlereingrenzung, erarbeitet mit Multiple-Choice-Fragen.

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Netzwerkdesign und Netzwerkbetrieb: Kernpunkte

In Unternehmens- und Rechenzentrumsnetzen werden Switches und Router redundant verbunden, mit VLANs unterteilt, aus mehreren Wegen wird der beste gewählt, und das Netz wird so entworfen, dass die Kommunikation auch bei Ausfällen weiterläuft. Darauf aufbauend werden Dienste wie DHCP, DNS, NAT und ACLs kombiniert, und das Netz wird betrieben, während Verkehrsaufkommen und Störungen überwacht werden.

Als nächster Schritt nach „Grundlagen der Computernetzwerke“ behandelt dieses Thema das Lernen der MAC-Adressen in L2-Switches, Tags nach IEEE 802.1Q, Trunk-Ports und Inter-VLAN-Routing, die Vermeidung von Schleifen mit STP und RSTP, Link Aggregation, Berechnungen zu VLSM und Routenzusammenfassung, Longest Prefix Match, statische Routen und administrative Distanz, Distanzvektor- und Link-State-Verfahren, die Berechnung von OSPF-Kosten, BGP und autonome Systeme sowie VRRP. Danach werden mit Rechen- und Nachverfolgungsaufgaben DHCP-Relay, rekursive DNS-Anfragen und TTL, Portweiterleitung, die Reihenfolge der Auswertung von ACLs, SLAAC und EUI-64 bei IPv6, Tunnel, traceroute, die Fragmentierung bei IPv4, Path MTU Discovery, QoS und Queuing, SNMP, syslog und NetFlow sowie die schichtweise Fehlereingrenzung erarbeitet. Das hilft auch als Einstieg in die vertiefte Vorbereitung auf IT-Zertifizierungsprüfungen im Bereich Netzwerke.

Alle Fragen zu Netzwerkdesign und Netzwerkbetrieb (40)
  1. Welche Information trägt ein L2-Switch beim Empfang eines Frames in seine MAC-Adresstabelle ein?
  2. An den Ports 1 bis 4 eines L2-Switches mit leerer MAC-Adresstabelle hängen Geräte, die alle zum selben VLAN gehören. PC-A an Port 1 sendet einen Frame an PC-B an Port 2, danach sendet PC-B einen Antwort-Frame an PC-A. Welche Beschreibung der Weiterleitung der beiden Frames ist richtig?
  3. An eine Schnittstelle eines Routers ist ein L2-Switch mit vier PCs angeschlossen, an die andere Schnittstelle ein Repeater-Hub mit drei PCs. VLANs werden nicht verwendet. Eine Kollisionsdomäne wird als der Bereich gezählt, in dem bei Halbduplex-Ethernet Frames kollidieren können. Welche Kombination aus der Zahl der Broadcast-Domänen und der Zahl der Kollisionsdomänen ist richtig?
  4. Die VLAN-ID in einem Tag nach IEEE 802.1Q ist 12 Bit lang, und die Werte 0 und 4095 sind für besondere Zwecke reserviert. Wie viele VLAN-IDs stehen zur Kennzeichnung von VLANs zur Verfügung?
  5. Die beiden Switches SW1 und SW2 haben jeweils Ports in VLAN 10 und in VLAN 20. Sie sollen mit einem einzigen Kabel so verbunden werden, dass Geräte im selben VLAN über die Switches hinweg kommunizieren können. Welche Konfiguration der Verbindungsports ist geeignet?
  6. Welche Aufgabe übernimmt das Spanning Tree Protocol (STP) in einem Netzwerk, in dem Switches über redundante Wege verbunden sind?
  7. Bei STP sind die Bridge-IDs von drei Switches bekannt: SW1 hat die Priorität 32768 und die MAC-Adresse 00-00-5E-00-53-01, SW2 die Priorität 61440 und die MAC-Adresse 00-00-5E-00-53-05, SW3 die Priorität 4096 und die MAC-Adresse 00-00-5E-00-53-0A. Welcher Switch wird zur Root Bridge gewählt?
  8. Drei Switches SW1, SW2 und SW3 sind mit je einer Verbindung zwischen jedem Paar zu einem Dreieck verbunden. Die Root Bridge von STP ist SW1, und SW2 hat eine kleinere Bridge-ID als SW3. Alle Verbindungen haben dieselben Pfadkosten. Welcher Port wird blockiert (leitet keine Frames weiter)?
  9. Beim klassischen STP (IEEE 802.1D) dauert es mit den Standard-Timern nach einem Ausfall etwa 30 bis 50 Sekunden, bis ein zuvor blockierter Port mit der Weiterleitung beginnt. Durch welchen Mechanismus schaltet RSTP schneller um?
  10. Vier 1-Gbit/s-Verbindungen zwischen zwei Switches werden per Link Aggregation zu einer logischen Verbindung gebündelt. Die Frames werden nach dem üblichen Verfahren verteilt, das die Verbindung für jede Kombination aus Quell- und Zieladressen und Portnummern (für jeden Flow) festlegt. Welcher Wert liegt dem maximalen Durchsatz einer einzelnen TCP-Verbindung am nächsten?
  11. Ein Router soll über eine einzige Verbindung an einen L2-Switch mit VLAN 10 (192.168.10.0/24) und VLAN 20 (192.168.20.0/24) angeschlossen werden, damit die beiden VLANs miteinander kommunizieren können. Welche Konfiguration ist für diesen Aufbau geeignet?
  12. Zwei Router, R1 (192.168.1.2) und R2 (192.168.1.3), sind für VRRP mit der virtuellen IP-Adresse 192.168.1.254 konfiguriert. Im Normalbetrieb leitet R1 als Master weiter. Welche Adresse sollte auf den Endgeräten im LAN als Standardgateway eingetragen werden?
  13. 192.168.10.0/24 soll in Subnetze für Standort A (100 Hosts), Standort B (50 Hosts) und Standort C (25 Hosts) aufgeteilt werden. Beginnend mit dem Standort, der die meisten Hosts braucht, erhält jeder Standort das kleinste Subnetz, das seine Hosts aufnimmt, lückenlos ab den niedrigsten Adressen vergeben. Welches Subnetz erhält Standort C?
  14. Jede der folgenden drei Gruppen besteht aus vier aufeinanderfolgenden /24-Netzwerken. Bei welcher Gruppe lassen sich die vier Routen zu genau einer /22-Route zusammenfassen, ohne Adressen außerhalb der Gruppe einzuschließen?
  15. Die Routingtabelle eines Routers enthält vier Routen: 172.16.0.0/12 (nächster Hop Router B), 172.16.32.0/19 (Router A), 172.16.48.0/20 (Router C) und 0.0.0.0/0 (Router D). An welchen Router wird ein Paket mit dem Ziel 172.16.45.10 gesendet?
  16. Der Router R2 einer Zweigstelle ist über eine Verbindung 10.255.0.0/30 mit dem Router R1 der Zentrale verbunden; R1 hat auf dieser Verbindung die Adresse 10.255.0.1 und R2 die Adresse 10.255.0.2; auf R2 wird eine statische Route zum Netzwerk 192.168.1.0/24 der Zentrale konfiguriert. Welche Adresse ist als nächster Hop (Next Hop) geeignet?
  17. Ein Router hat Routen zum selben Ziel 192.168.50.0/24 sowohl über OSPF als auch über RIP gelernt. Auf diesem Router beträgt die administrative Distanz, die die Bevorzugung je Routenquelle angibt (kleinere Werte werden bevorzugt), 110 für OSPF und 120 für RIP. Welche Route wird in die Routingtabelle eingetragen?
  18. Die Routingtabelle eines Routers enthält drei Routen: die statische Route 10.0.0.0/8 (nächster Hop Router A, administrative Distanz 1), die per OSPF gelernte Route 10.1.0.0/16 (Router B, 110) und die per RIP gelernte Route 10.1.1.0/24 (Router C, 120). An welchen Router wird ein Paket mit dem Ziel 10.1.1.5 gesendet?
  19. Welche Beschreibung eines Link-State-Routingprotokolls ist richtig?
  20. Bei OSPF hat Router R1 drei Wege zu einem Netzwerk hinter R4. Weg A verwendet eine 10-Gbit/s-Verbindung R1–R5 und eine 1-Gbit/s-Verbindung R5–R4, Weg B ist eine direkte 100-Mbit/s-Verbindung R1–R4, und Weg C verwendet die 1-Gbit/s-Verbindungen R1–R2, R2–R3 und R3–R4. Die Kosten jeder Verbindung betragen „Referenzbandbreite 10 Gbit/s ÷ Bandbreite der Verbindung“, und die Kosten hinter R4 sind für alle Wege gleich. Welchen Weg wählt R1?
  21. Welches Protokoll tauscht im Internet Routinginformationen zwischen den von Organisationen wie Internetanbietern betriebenen Netzwerkeinheiten (AS, autonomen Systemen) aus und wählt Routen anhand von Attributen wie der Folge der durchlaufenen AS (AS_PATH) und anhand der Richtlinien (Policies) jeder Organisation?
  22. Endgeräte in VLAN 20 (192.168.20.0/24) sollen ihre Adressen von einem DHCP-Server 10.0.0.5 in einem anderen Netzwerk erhalten. Dazu wird auf der Schnittstelle 192.168.20.1 des L3-Switches, die das Standardgateway von VLAN 20 ist, ein DHCP-Relay-Agent konfiguriert. Welche Beschreibung der Arbeitsweise des Relay-Agents ist richtig?
  23. Welcher DNS-Ressourceneintrag gibt den Mailserver an, der die an eine Domain adressierten E-Mails empfängt?
  24. Welche Beschreibung der Verwendung rekursiver und nicht rekursiver (iterativer) Anfragen bei der DNS-Namensauflösung ist richtig?
  25. Wegen des Umzugs eines Webservers wird die IP-Adresse im A-Eintrag von www.example.com geändert. Die TTL des Eintrags beträgt derzeit 86400 Sekunden, und damit die alte Adresse nach der Änderung höchstens etwa 5 Minuten lang verwendet wird, wird die TTL vorab auf 300 Sekunden gesenkt. Resolver speichern Einträge genau für die Dauer ihrer TTL zwischen. Welcher Termin für das Senken der TTL ist richtig?
  26. Auf einem Router mit NAPT (externe Adresse 198.51.100.7) ist eine Portweiterleitung eingerichtet, eine statische Einstellung, die nur das Ziel übersetzt: „Verkehr, der am externen TCP-Port 8080 eintrifft, an Port 80 des internen Webservers 192.168.1.20 weiterleiten.“ Das Endgerät 203.0.113.9 im Internet verbindet sich mit Quellport 51000 zu 198.51.100.7, Port 8080. Welche Kombination aus Ziel und Quelle haben die Pakete, die der Webserver empfängt?
  27. Auf einer Router-Schnittstelle ist eine ACL eingerichtet, die eingehende Pakete von oben nach unten prüft. Regel 1 lautet „Verkehr zu TCP-Port 443 auf 10.0.0.10 erlauben“, Regel 2 „Allen Verkehr mit der Quelle 192.168.1.0/24 verweigern“ und Regel 3 „Verkehr mit der Quelle 192.168.0.0/16 zu TCP-Port 80 erlauben“; weitere Regeln gibt es nicht. Welche Auswahl nennt von den vier Paketen A „von 192.168.1.5 zu TCP-Port 443 auf 10.0.0.10“, B „von 192.168.1.5 zu TCP-Port 80 auf 10.0.0.20“, C „von 192.168.2.5 zu TCP-Port 80 auf 10.0.0.20“ und D „von 192.168.2.5 zu TCP-Port 22 auf 10.0.0.20“ alle, die durchgelassen werden?
  28. Welcher Bereich enthält bei IPv6 die Link-Local-Adressen, die nur innerhalb derselben Verbindung (Link) verwendet werden und auf jeder Schnittstelle, die IPv6 nutzt, stets automatisch konfiguriert sind?
  29. Wie erzeugt ein Endgerät bei SLAAC (zustandsloser Adressautokonfiguration) von IPv6 eine globale Unicast-Adresse?
  30. Eine Schnittstelle mit der MAC-Adresse 00-1A-2B-3C-4D-5E erzeugt per SLAAC aus dem Präfix 2001:db8:1:1::/64 und einer Interface-ID im EUI-64-Format eine Adresse. Welche Adresse ergibt sich?
  31. Zwei Standorte, die nur IPv6 betreiben, sollen über ein Netzwerk verbunden werden, das nur IPv4 betreibt, und der Verkehr zwischen den Standorten soll aus IPv6-Paketen bestehen bleiben. Welches Verfahren ist geeignet?
  32. Auf welchen Wert wird bei traceroute die TTL im IP-Header des Pakets gesetzt, das den vierten Router ab der Quelle dazu bringen soll, eine ICMP-Meldung „Time Exceeded“ zurückzusenden?
  33. Ein traceroute von einem Endgerät zum Webserver 198.51.100.80 zeigte in den Zeilen 1 bis 5 der Reihe nach 192.168.1.1, 10.0.0.1, „* * *“ (keine Antwort), 203.0.113.1 und 198.51.100.80, und der Webserver ließ sich ohne Probleme nutzen. Welche Deutung von Zeile 3 ist am zutreffendsten?
  34. Bei IPv4 wird ein Paket mit einer Gesamtlänge von 4000 Byte (20 Byte Header und 3980 Byte Daten) auf einer Verbindung mit einer MTU von 1500 Byte aufgeteilt (fragmentiert). Auch die Fragmente haben 20-Byte-Header, und die Fragmentierung ist erlaubt. Welchen Wert hat das Feld Fragment Offset im letzten Fragment?
  35. Ein Endgerät kommuniziert über einen Site-to-Site-VPN-Tunnel mit einem entfernten Webserver. TCP-Verbindungen lassen sich aufbauen und kleine Seiten werden angezeigt, doch Downloads großer Dateien bleiben mittendrin stehen. Die MTU im Tunnel beträgt 1400 Byte, und der Server sendet 1500-Byte-Pakete mit verbotener Fragmentierung (DF-Bit auf 1). Außerdem ist die Firewall vor dem Server so eingestellt, dass sie jegliches ICMP verwirft. Was ist die wahrscheinlichste Ursache?
  36. Welche Beschreibung von DSCP im IP-Header, das bei der QoS-Steuerung verwendet wird, ist richtig?
  37. Auf einer ausgehenden 70-Mbit/s-Verbindung eines Routers werden drei Warteschlangen per Weighted Round Robin mit den Gewichten 4:2:1 bedient. Alle drei Warteschlangen enthalten stets wartende Pakete, und alle Pakete sind gleich groß. Welcher Wert liegt der Bandbreite, die der Warteschlange mit dem Gewicht 2 zur Verfügung steht, am nächsten?
  38. Per SNMP wird alle 5 Minuten (300 Sekunden) ein 64-Bit-Zähler der empfangenen Bytes einer Router-Schnittstelle ausgelesen. Der vorige Wert war 1 200 000 000, der aktuelle ist 4 950 000 000. Welcher Wert liegt der mittleren Empfangsrate in diesen 5 Minuten am nächsten?
  39. Für den Verkehr durch einen Router soll ermittelt werden, wie viele Bytes auf jede Kombination aus Quelle und Ziel (Adressen, Portnummern und Protokoll) entfallen, zusammengefasst je Verkehrsstrom. Welcher Mechanismus ist dafür am besten geeignet?
  40. Von einem PC aus erreicht ein ping mit IP-Adresse einen Server im Internet, doch gibt man im Browser einen Domainnamen ein, erscheint „Server nicht gefunden“, und die Webseite öffnet sich nicht. Welche Einstellung sollte zuerst geprüft werden?

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