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Was ist Paket (Datenpaket)?

Übertragungseinheit für Daten: Die Daten werden in Stücke bis zu einer festgelegten Größe aufgeteilt, und jedes erhält einen Header mit Steuerinformationen wie dem Ziel. Pakete ermöglichen es, dass sich viele Verbindungen eine Leitung teilen (Paketvermittlung) und dass nach einem Fehler nur der beschädigte Teil erneut gesendet wird. Je nach Schicht spricht man oft bei IP von Paketen, bei TCP von Segmenten und bei Ethernet von Frames. Auch PCI Express und Networks-on-Chip übertragen Daten als Pakete.

Japanische Bezeichnung: パケット

„Paket (Datenpaket)“ kommt in 37 Übungsfragen aus 5 Themen vor, z. B. Netzwerkdesign und Netzwerkbetrieb, Grundlagen der Computernetzwerke, Schnittstellen und Busstandards.

Fachgebiet: Grundlagen der Computernetzwerke

Jetzt üben: Fragen zu Paket (Datenpaket)

Wenn bei PCI Express viele Pakete zum Schreiben kleiner Daten von 64 Byte gesendet werden, liegt die effektive Bandbreite deutlich unter dem theoretischen Wert. Was ist der Hauptgrund?

  1. AWeil Daten von 64 Byte bei PCI Express nicht gesendet werden können
  2. BWeil jedes Paket Header, Fehlererkennungscode usw. erhält und deren Anteil im Vergleich zu den Daten groß wird
  3. CWeil kleine Pakete stets fehlerhaft sind und jedes Mal erneut gesendet werden
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Antwort: B. Weil jedes Paket Header, Fehlererkennungscode usw. erhält und deren Anteil im Vergleich zu den Daten groß wird

Pakete von PCI Express erhalten neben den Daten einen Header mit Adresse und Typ, in der Data Link Layer eine laufende Nummer und CRC sowie Begrenzer der Physical Layer, zusammen etwa 20 bis 30 Byte. Bei 64 Byte Daten entfallen rund 30 % der gesendeten Bits auf Nicht-Daten. Bei zusammenhängenden Transfers ab 256 Byte sinkt der Anteil des Overheads. Auch das ist ein Grund, nicht nur auf die Bandbreite, sondern auch auf die Paketgröße zu achten.

Welche Schicht des OSI-Referenzmodells verwendet logische Adressen wie IP-Adressen, um Pakete zwischen verschiedenen Netzwerken bis zum Ziel weiterzuleiten?

  1. ASicherungsschicht (Schicht 2)
  2. BVermittlungsschicht (Schicht 3)
  3. CTransportschicht (Schicht 4)
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Antwort: B. Vermittlungsschicht (Schicht 3)

Das OSI-Referenzmodell gliedert die Kommunikationsfunktionen in sieben Schichten, von der Bitübertragungsschicht bis zur Anwendungsschicht. Die Vermittlungsschicht (Schicht 3, Network Layer) wählt anhand logischer Adressen wie IP-Adressen einen Weg über mehrere Netzwerke hinweg bis zum Ziel und leitet die Pakete weiter. Die darunterliegende Sicherungsschicht (Data Link Layer) stellt Frames nur innerhalb desselben Netzwerks mithilfe von MAC-Adressen an das benachbarte Gerät zu. Die Transportschicht behandelt die Kommunikation zwischen den Anwendungen auf den Endgeräten; TCP übernimmt dort zum Beispiel Wiederholung und Reihenfolge. Bei den Geräten arbeiten Router auf Schicht 3 und L2-Switches auf Schicht 2.

„Paket (Datenpaket)“ in den Erläuterungen

Fragen mit „Paket (Datenpaket)“ (37)

  1. Wenn bei PCI Express viele Pakete zum Schreiben kleiner Daten von 64 Byte gesendet werden, liegt die effektive Bandbreite deutlich unter dem theoretischen Wert. Was ist der Hauptgrund?
  2. Welche Schicht des OSI-Referenzmodells verwendet logische Adressen wie IP-Adressen, um Pakete zwischen verschiedenen Netzwerken bis zum Ziel weiterzuleiten?
  3. 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?
  4. 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?
  5. In welcher Reihenfolge werden beim Drei-Wege-Handschlag, der eine TCP-Verbindung aufbaut, die Pakete ausgetauscht?
  6. 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?
  7. 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?
  8. 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?
  9. 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?
  10. 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?
  11. 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?
  12. 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?
  13. 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?
  14. 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?
  15. 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?

Vergleiche mit diesem Begriff

Verwandte Begriffe

Router TCP (Transmission Control Protocol) IP (Internet Protocol) IP-Adresse Routing (Wegewahl) IPv4 MAC-Adresse IPv6 PCI Express Standardgateway (Default Gateway)

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