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Grundlagen der Computernetzwerke

OSI-Referenzmodell und TCP/IP, IP-Adressen und Subnetzberechnung, ARP und Routing, TCP und UDP, DNS, DHCP und TLS, Berechnung von Übertragungszeiten, WLAN sowie Firewalls und VPNs, erarbeitet mit Multiple-Choice-Fragen.

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Grundlagen der Computernetzwerke: Kernpunkte

Schon beim Öffnen einer einzigen Webseite arbeiten viele Mechanismen nacheinander: Zu einem Namen wird die Adresse ermittelt, ein Weg gewählt, die Daten werden zuverlässig zugestellt und durch Verschlüsselung geschützt. Computernetzwerke ordnen diese Funktionen in Schichten, und jede Schicht übernimmt nur ihre eigene Aufgabe.

Behandelt werden das OSI-Referenzmodell und die Schichten von TCP/IP, MAC-Adressen und Switches, IP-Adressen und die Berechnung von Subnetzmasken, ARP und Routing, der Drei-Wege-Handschlag von TCP mit Fluss- und Überlastkontrolle sowie DNS, DHCP und TLS. Hinzu kommen die Berechnung von Übertragungszeiten aus Bandbreite und Latenz und die Grundlagen von WLAN, Firewalls und VPNs; das hilft auch bei der Vorbereitung auf IT-Zertifizierungsprüfungen im Bereich Netzwerke.

Alle Fragen zu Grundlagen der Computernetzwerke (40)
  1. Welche Schicht des OSI-Referenzmodells verwendet logische Adressen wie IP-Adressen, um Pakete zwischen verschiedenen Netzwerken bis zum Ziel weiterzuleiten?
  2. Zu welcher Schicht des vierschichtigen TCP/IP-Modells gehören TCP und UDP?
  3. Was geschieht beim Senden der Daten einer Webseite auf der Senderseite jedes Mal, wenn die Daten von einer oberen an eine untere Schicht übergeben werden?
  4. Welche Aussage über MAC-Adressen ist richtig?
  5. Welche Beschreibung der Arbeitsweise eines L2-Switches im Vergleich zu einem Hub (Repeater-Hub) ist richtig?
  6. Auf einem L2-Switch werden VLANs so eingerichtet, dass die Ports 1–4 zu VLAN 10 und die Ports 5–8 zu VLAN 20 gehören. Welche Aussage über das Verhalten ist richtig?
  7. Welche Schreibweise kürzt die IPv6-Adresse 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001 gemäß den Abkürzungsregeln richtig ab?
  8. Ein Endgerät hat die IP-Adresse 192.168.1.10 und die Subnetzmaske 255.255.255.0. Wie lautet die Netzadresse des Netzwerks, zu dem es gehört?
  9. Wie viele IP-Adressen können im Netzwerk 192.168.5.0/26 an Hosts (Endgeräte oder Router-Schnittstellen) vergeben werden?
  10. Ein Endgerät hat die IP-Adresse 192.168.10.77/27. Wie lautet die Broadcast-Adresse seines Subnetzes?
  11. In einem Subnetz sollen 500 Hosts untergebracht werden. Welches ist unter den dafür geeigneten Subnetzen das kleinste (mit der längsten Präfixlänge)?
  12. Welche Subnetzmaske entspricht /20 in CIDR-Notation?
  13. Welche der folgenden IPv4-Adressen liegt in einem privaten Adressbereich?
  14. Heimrouter für Breitbandanschlüsse führen NAPT (IP-Masquerading) durch, eine Form der NAT (Network Address Translation). Was ermöglicht NAPT?
  15. Hinter einem Router mit NAPT (externe globale Adresse 198.51.100.7) verbindet sich Endgerät A (192.168.1.10) mit Quellport 50000 zum Port 443 des Webservers 203.0.113.5. Der Router übersetzt die Quelle in Port 61000 von 198.51.100.7. An welches Ziel schickt der Webserver seine Antwortpakete?
  16. Welche Beschreibung der Aufgabe von ARP ist richtig?
  17. Ein Endgerät (192.168.1.10/24, Standardgateway 192.168.1.1) sendet ein Paket an den Server 203.0.113.80 in einem anderen Netzwerk. Wessen MAC-Adresse ermittelt das Endgerät per ARP, wenn der ARP-Cache leer ist?
  18. Die Routingtabelle eines Routers enthält vier Routen: 0.0.0.0/0 (nächster Hop Router A), 10.0.0.0/8 (Router B), 10.1.0.0/16 (Router C) und 10.1.2.0/24 (Router D). An welchen Router wird ein Paket mit dem Ziel 10.1.5.9 gesendet?
  19. Welche Beschreibung der Aufgabe von TTL (Time To Live) im IPv4-Header ist richtig?
  20. Welche Beschreibung des dynamischen Routings ist richtig?
  21. Welche Beschreibung von UDP ist richtig?
  22. In welcher Reihenfolge werden beim Drei-Wege-Handschlag, der eine TCP-Verbindung aufbaut, die Pakete ausgetauscht?
  23. Ein Client baut zu einem Webserver mit einer Umlaufzeit (RTT) von 100 ms eine neue HTTPS-Verbindung auf (TLS 1.3 über TCP). Wie lange dauert es ungefähr, bis die Antwort auf die erste Anfrage einzutreffen beginnt? Die DNS-Namensauflösung ist bereits erledigt; Verarbeitungszeit des Servers und Übertragungszeit der Daten werden vernachlässigt.
  24. Welche Zuordnung von Protokollen zu den Standardportnummern ihrer Server ist richtig?
  25. Welchen Zweck hat es bei der TCP-Flusskontrolle, dass der Empfänger dem Sender seine Fenstergröße (Empfangsfenster) mitteilt?
  26. Eine TCP-Verbindung hat ein festes Empfangsfenster von 65536 Byte und eine RTT von 10 ms. Die Bandbreite der Leitung ist ausreichend groß, und es gibt keine Verluste. Welcher Wert liegt der Obergrenze des Durchsatzes dieser Verbindung am nächsten?
  27. Welche Beschreibung des Grundgedankens der TCP-Überlastkontrolle ist richtig?
  28. Was veranlasst einen TCP-Sender, ein Segment als verloren anzusehen und erneut zu senden?
  29. Was ist die Hauptaufgabe von DNS (Domain Name System)?
  30. Ein Full-Service-Resolver (Caching-DNS-Server) mit leerem Cache ermittelt die IP-Adresse von www.example.com. In welcher Reihenfolge fragt er die Server ab?
  31. In welcher Reihenfolge laufen die Nachrichten ab, wenn ein Gerät per DHCP eine IP-Adresse bezieht?
  32. Was wird durch HTTPS (durch TLS geschütztes HTTP) geschützt?
  33. Warum kann ein Browser bei TLS davon ausgehen, dass der verbundene Server kein Betrüger ist, der sich als jemand anderes ausgibt?
  34. Wie lange dauert es ungefähr, eine Datei von 100 MB über eine Leitung mit 100 Mbit/s zu senden? Overhead wie Header sowie Latenz werden vernachlässigt; 1 MB = 10^6 Byte.
  35. Über 1-Gbit/s-Ethernet werden fortlaufend TCP-Daten gesendet, wobei die IP-Pakete die MTU von 1500 Byte voll ausschöpfen. Der IPv4-Header hat 20 Byte, der TCP-Header 20 Byte, Ethernet-Header und FCS zusammen 18 Byte, Präambel und Lücke zwischen den Frames (Interframe Gap) zusammen 20 Byte. Welcher Wert liegt der Obergrenze des Durchsatzes an Anwendungsdaten am nächsten?
  36. Über eine Leitung mit einer RTT von 50 ms und einer Bandbreite von 100 Mbit/s wird eine Anfrage, die eine Antwort von 10 KB liefert, 100-mal wiederholt, wobei die nächste Anfrage jeweils erst nach vollständigem Empfang der vorherigen Antwort gesendet wird. Welcher Wert liegt der Gesamtdauer am nächsten? Die Zeit pro Anfrage ist die RTT plus die Übertragungszeit der Antwort (Datenmenge ÷ Bandbreite), 1 KB = 1000 Byte, die Verarbeitungszeit des Servers wird vernachlässigt.
  37. Was ist der Hauptgrund dafür, dass WLAN nicht das im kabelgebundenen Ethernet verwendete CSMA/CD, sondern CSMA/CA nutzt?
  38. Welche Beschreibung eines allgemeinen Unterschieds zwischen dem 2,4-GHz-Band und dem 5-GHz-Band im WLAN ist richtig?
  39. Welche Beschreibung der Grundfunktion einer Firewall (Paketfilter) ist richtig?
  40. Welche Beschreibung eines Internet-VPNs ist richtig?

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