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2026-05-04T15:14:20Z

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= Übungsaufgaben Modul 2 – PC-Technik & Netzwerktechnik =

''Aufgabensammlung zum Üben und Vertiefen. Pro Kapitel 10–15 Aufgaben mit Lösungen.''

__TOC__

= Kapitel 1: PC-Technik & Hardware =

'''1.1''' Aus welchen vier Funktionseinheiten besteht das Von-Neumann-Rechnermodell?

{{Lösung|Rechenwerk (ALU), Steuerwerk (CU), Speicherwerk (Memory), Ein-/Ausgabewerk (I/O Unit).}}

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'''1.2''' Aus welchen drei Bussen besteht der Systembus? Welcher davon ist bidirektional?

{{Lösung|Datenbus (bidirektional), Adressbus (unidirektional), Steuerbus (unidirektional).}}

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'''1.3''' Was ist die Aufgabe des DMA-Controllers? Warum ist er schneller als ein CPU-gesteuerter Transfer?

{{Lösung|Der DMA-Controller ermöglicht Peripheriegeräten den direkten Speicherzugriff ohne Umweg über die CPU. Er benötigt ca. 4 Takte statt 40 Takte bei CPU-gesteuertem Transfer, da kein Context-Switch und keine CPU-Registeroperationen nötig sind.}}

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'''1.4''' Erklären Sie den Unterschied zwischen Northbridge und Southbridge. Wie heißt der moderne Nachfolger?

{{Lösung|Northbridge: schnelle Komponenten (CPU ↔ RAM, CPU ↔ Grafikkarte). Southbridge: langsame Peripherie (USB, SATA, Audio, PCI, BIOS). Verbunden über PCI-Bus (Flaschenhals: 133 MB/s). Moderner Nachfolger: PCH (Platform Controller Hub) – ein einziger Chip. Der Speichercontroller ist in die CPU integriert.}}

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'''1.5''' Nennen Sie zwei CPU-Sockel-Bauformen und erklären Sie den Unterschied.

{{Lösung|PGA (Pin Grid Array): Kontaktstifte am Prozessor, Sockel hat Löcher (z.B. AMD AM4). LGA (Land Grid Array): Federnde Kontaktstifte im Sockel, Prozessor hat flache Kontaktflächen (z.B. Intel LGA 1700).}}

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'''1.6''' Was ist der Unterschied zwischen DRAM und SRAM? Nennen Sie je ein Einsatzgebiet.

{{Lösung|DRAM: 1 Transistor + 1 Kondensator, braucht Refresh alle 2–4 ms, günstiger → Arbeitsspeicher. SRAM: 6 Transistoren (Flip-Flop), kein Refresh, schneller (8–20 ns), teurer → CPU-Cache (L1/L2/L3).}}

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'''1.7''' Was bedeutet Dual-Channel beim Arbeitsspeicher und was ist der Vorteil?

{{Lösung|Zwei identische RAM-Module werden parallel betrieben → 128 Bit pro Takt statt 64 Bit → theoretisch doppelter Speicherdurchsatz. Module müssen paarweise in die korrekten, farblich markierten Slots eingesetzt werden.}}

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'''1.8''' Warum zeigt ein Betriebssystem bei einer „1 TB"-Festplatte nur ca. 931 GiB an?

{{Lösung|Hersteller rechnen in Dezimaleinheiten (1 TB = 10¹² Byte), Betriebssysteme in Binäreinheiten (1 TiB = 2⁴⁰ Byte). Umrechnung: 1.000.000.000.000 ÷ 1.073.741.824 ≈ 931 GiB.}}

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'''1.9''' Nennen Sie zwei interne Schnittstellen zum Anschluss von Festplatten/SSDs.

{{Lösung|z.B. SATA III (6 Gbit/s), M.2 (NVMe über PCIe oder SATA), SAS, U.2. (Zwei davon genügen.)}}

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'''1.10''' Beschreiben Sie den Unterschied zwischen SATA-SSD und NVMe-SSD. Warum ist NVMe schneller?

{{Lösung|SATA-SSD: nutzt das SATA-Protokoll und den AHCI-Controller → max. 600 MB/s (6 Gbit/s), weil das SATA-Interface der Flaschenhals ist. NVMe-SSD: nutzt das NVMe-Protokoll direkt über PCIe (4 Lanes) → bis zu 7.000 MB/s (PCIe 4.0) bzw. 14.000 MB/s (PCIe 5.0). NVMe hat zudem mehr parallele Warteschlangen (65.535 vs. 1 bei AHCI).}}

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'''1.11''' Nennen Sie drei RAID-Level mit Mindestanzahl der Festplatten und Ausfallsicherheit.

{{Lösung|RAID 0 (Striping): min. 2 Disks, keine Ausfallsicherheit. RAID 1 (Mirroring): min. 2 Disks, 1 Disk darf ausfallen. RAID 5 (Striping + Parität): min. 3 Disks, 1 Disk darf ausfallen.}}

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'''1.12''' Warum ist RAID kein Ersatz für ein Backup? Nennen Sie drei Szenarien, gegen die RAID nicht schützt.

{{Lösung|RAID schützt nur gegen den Ausfall einzelner Festplatten. Es schützt NICHT gegen: versehentliches Löschen von Dateien, Ransomware/Malware (verschlüsselt alle Daten inkl. RAID), Controller-Ausfall (bei Hardware-RAID sind die Daten an den Controller gebunden), Feuer/Wasser/Diebstahl, Fehlkonfiguration.}}

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'''1.13''' Nennen Sie drei Vorteile von UEFI gegenüber dem klassischen BIOS.

{{Lösung|Grafische Oberfläche mit Mausunterstützung, GPT-Unterstützung (Festplatten >2 TiB), Secure Boot (verhindert unsignierte Software beim Start), schnellerer Boot, Netzwerk-Boot (PXE) in Firmware.}}

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'''1.14''' Was ist der POST und was passiert, wenn er fehlschlägt?

{{Lösung|POST = Power-On Self Test. Überprüfung der grundlegenden Hardware (CPU, RAM, Grafik) beim Systemstart. Bei Fehlschlag: Bildschirmmeldung (wenn Grafik funktioniert) oder akustische Fehlermeldung (Beep-Codes), deren Bedeutung je nach BIOS-Hersteller (AMI, Award, Phoenix) variiert.}}

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'''1.15''' Erklären Sie den Unterschied zwischen den Druckertechnologien „Impact" und „Non-Impact". Nennen Sie je ein Beispiel.

{{Lösung|Impact: Druckkopf schlägt mechanisch auf das Papier (über Farbband). Beispiel: Nadeldrucker. Vorteil: Durchschlagpapier möglich. Non-Impact: Berührungsloses Druckverfahren. Beispiele: Tintenstrahldrucker (Tintentröpfchen), Laserdrucker (Toner + Hitze).}}

= Kapitel 2: Netzwerk-Grundlagen =

'''2.1''' Erklären Sie den Unterschied zwischen physikalischer und logischer Topologie. Geben Sie ein Beispiel, bei dem beide unterschiedlich sind.

{{Lösung|Physikalische Topologie: tatsächlicher Aufbau der Verkabelung. Logische Topologie: wie Daten im Netz fließen. Beispiel: Ein Hub bildet physisch eine Stern-Topologie (alle Kabel zum Hub), aber logisch eine Bus-Topologie (alle Daten werden an alle Ports weitergeleitet).}}

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'''2.2''' Nennen Sie drei Vorteile und zwei Nachteile der Stern-Topologie.

{{Lösung|Vorteile: Ausfall einer Station betrifft nicht das restliche Netz, einfache Fehlersuche, volle Bandbreite pro Verbindung (bei Switch). Nachteile: Mehr Kabel nötig (jedes Gerät eigenes Kabel), Switch als Single Point of Failure.}}

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'''2.3''' Was ist ein Shared Medium und warum ist es problematisch?

{{Lösung|Ein Shared Medium ist ein Übertragungsmedium, das von allen angeschlossenen Stationen gemeinsam genutzt wird (z.B. bei Bus-Topologie oder Hub). Probleme: die Bandbreite wird geteilt, gleichzeitiges Senden führt zu Kollisionen, Sicherheitsrisiko (alle können allen Traffic mitsehen).}}

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'''2.4''' Erklären Sie die Abkürzung CSMA/CD und beschreiben Sie den Ablauf bei einer Kollision.

{{Lösung|Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection. Ablauf: Station prüft ob Medium frei → sendet → Kollision wird erkannt (Signalverzerrung) → Jam-Signal senden → beide Stationen warten zufällige Zeitspanne (Binary Exponential Backoff) → erneuter Sendeversuch.}}

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'''2.5''' Warum ist CSMA/CD in modernen geswitchten Netzwerken nicht mehr relevant?

{{Lösung|Switches stellen für jeden Port eine dedizierte Punkt-zu-Punkt-Verbindung her (Microsegmentation). Im Vollduplex-Modus kann jede Station gleichzeitig senden und empfangen. Es gibt kein Shared Medium mehr → keine Kollisionen → CSMA/CD wird nicht benötigt.}}

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'''2.6''' Beschreiben Sie den Aufbau einer MAC-Adresse. Was bedeutet OUI?

{{Lösung|MAC-Adresse: 48 Bit (6 Byte), dargestellt als 6 Hex-Werte getrennt durch Doppelpunkte (z.B. 00:1A:2B:3C:4D:5E). Die ersten 3 Byte = OUI (Organizationally Unique Identifier) = Herstellerkennung. Die letzten 3 Byte = individuelle Geräte-ID. Broadcast-MAC: FF:FF:FF:FF:FF:FF.}}

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'''2.7''' Wie groß ist ein Ethernet-Frame minimal und maximal? Warum gibt es eine Mindestgröße?

{{Lösung|Minimal: 64 Byte (ohne Präambel/SFD). Maximal: 1518 Byte (ohne Präambel/SFD, Standard-MTU 1500 Byte Nutzlast). Mindestgröße: wegen CSMA/CD muss der Frame lang genug sein, damit eine Kollision erkannt wird, bevor die Übertragung beendet ist. Zu kurze Nutzdaten werden mit Padding auf 46 Byte aufgefüllt.}}

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'''2.8''' Welcher IEEE-Standard definiert Ethernet? Erklären Sie das Namensschema am Beispiel „1000Base-T".

{{Lösung|IEEE 802.3. Namensschema: [Geschwindigkeit in Mbit/s][Signalart][Medium]. 1000Base-T: 1000 Mbit/s (= 1 Gbit/s), Baseband (gesamte Bandbreite für eine Übertragung), T = Twisted Pair (Kupferkabel).}}

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'''2.9''' Welche Kabelkategorie braucht man mindestens für Gigabit Ethernet? Und für 10-Gigabit Ethernet?

{{Lösung|Gigabit Ethernet (1000Base-T): mindestens Cat 5e, empfohlen Cat 6. 10-Gigabit Ethernet (10GBase-T): Cat 6a oder Cat 7 (für volle 100 m Segmentlänge).}}

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'''2.10''' Erklären Sie den Unterschied zwischen Multimode- und Singlemode-Glasfaser.

{{Lösung|Multimode: dickerer Kern (50/62,5 µm), LED oder VCSEL als Lichtquelle, kürzere Reichweite (bis 550 m bei 10G), günstiger → innerhalb von Gebäuden. Singlemode: dünner Kern (9 µm), Laser, lange Reichweite (bis 80+ km), teurer → zwischen Gebäuden, WAN, Rechenzentren.}}

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'''2.11''' Was ist der Unterschied zwischen LAN, MAN und WAN?

{{Lösung|LAN (Local Area Network): lokal, Gebäude/Campus. MAN (Metropolitan Area Network): Stadtgebiet, ca. 60 km Reichweite. WAN (Wide Area Network): überregional/weltweit (z.B. Internet).}}

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'''2.12''' Was ist der Unterschied zwischen Internet und Intranet?

{{Lösung|Internet: öffentlich, weltweit zugängliches Netzwerk auf Basis TCP/IP. Intranet: organisationsinternes Netzwerk, nutzt dieselben Technologien (HTTP, E-Mail, Browser), aber durch Firewall vom Internet abgegrenzt und nur für autorisierte Nutzer zugänglich.}}

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'''2.13''' Erklären Sie den Unterschied zwischen Unicast, Broadcast und Multicast.

{{Lösung|Unicast: Daten an genau ein Gerät (eine Ziel-Adresse). Broadcast: Daten an alle Geräte im Netzwerksegment (Ziel-MAC: FF:FF:FF:FF:FF:FF). Multicast: Daten an eine definierte Gruppe von Geräten (z.B. IPTV-Streaming, OSPF-Updates).}}

= Kapitel 3: OSI-Modell, Zahlensysteme & Protokolle =

'''3.1''' Nennen Sie die sieben Schichten des OSI-Modells von Schicht 1 bis 7.

{{Lösung|1. Bitübertragung (Physical), 2. Sicherung (Data Link), 3. Vermittlung (Network), 4. Transport, 5. Sitzung (Session), 6. Darstellung (Presentation), 7. Anwendung (Application).}}

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'''3.2''' In welche zwei Kategorien werden die OSI-Schichten eingeteilt? Welche Schichten gehören jeweils dazu?

{{Lösung|Transportorientierte Schichten: 1–4. Anwendungsorientierte Schichten: 5–7.}}

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'''3.3''' Was passiert bei der Datenkapselung (Encapsulation)? Wie heißen die Dateneinheiten auf Schicht 1, 2, 3 und 4?

{{Lösung|Beim Senden fügt jede Schicht ihren eigenen Header hinzu. Die darunterliegende Schicht betrachtet alles von oben als Nutzlast. Schicht 4: Segment (TCP) / Datagramm (UDP). Schicht 3: Paket. Schicht 2: Frame. Schicht 1: Bits.}}

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'''3.4''' Über welche Schnittstelle stellt jede OSI-Schicht der nächsthöheren Schicht Dienste zur Verfügung?

{{Lösung|SAP – Service Access Point.}}

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'''3.5''' Ordnen Sie zu: Switch, Router, Hub, Repeater, Gateway, Bridge – auf welcher OSI-Schicht arbeiten diese Geräte jeweils?

{{Lösung|Hub/Repeater: Schicht 1. Switch/Bridge: Schicht 2. Router: Schicht 3. Gateway: Schicht 4–7.}}

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'''3.6''' Welche zwei Teilschichten hat IEEE 802 aus der Sicherungsschicht (Schicht 2) gebildet? Was sind ihre Aufgaben?

{{Lösung|LLC (Logical Link Control, 802.2): Flusskontrolle, Sequenzierung, Schnittstelle zu Schicht 3. MAC (Media Access Control, 802.3/802.11): Zugriffsverfahren (CSMA/CD), MAC-Adressierung, Frame-Aufbau.}}

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'''3.7''' Was ist der Vorteil des Token-Passing-Verfahrens gegenüber CSMA/CD?

{{Lösung|Token Passing ist deterministisch: keine Kollisionen, garantierte maximale Wartezeit. Bei hoher Netzlast bleibt die Performance vorhersagbar, während bei CSMA/CD viele Kollisionen auftreten und die Leistung einbricht.}}

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'''3.8''' Rechnen Sie die Dezimalzahl 200 in eine Binärzahl um.

{{Lösung|200 = 128 + 64 + 8 = 11001000₂}}

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'''3.9''' Welche Dezimalzahl ergibt die Binärzahl 10101100?

{{Lösung|128 + 32 + 8 + 4 = 172}}

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'''3.10''' Welche Hexadezimalzahl entspricht der Dualzahl 1011 0111?

{{Lösung|1011 = B, 0111 = 7 → B7}}

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'''3.11''' Rechnen Sie die Hexadezimalzahl C0A8 in eine Dezimalzahl um.

{{Lösung|C0A8₁₆ = C×16³ + 0×16² + A×16¹ + 8×16⁰ = 12×4096 + 0 + 10×16 + 8 = 49152 + 160 + 8 = 49320}}

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'''3.12''' Stellen Sie die IP-Adresse 192.168.1.100 vollständig in Binärschreibweise dar.

{{Lösung|192 = 11000000, 168 = 10101000, 1 = 00000001, 100 = 01100100 → 11000000.10101000.00000001.01100100}}

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'''3.13''' Rechnen Sie 0xC0A80164 in eine dezimale IP-Adresse um (je 1 Byte).

{{Lösung|C0 = 192, A8 = 168, 01 = 1, 64 = 100 → 192.168.1.100}}

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'''3.14''' Wie unterscheidet sich das TCP/IP-Modell vom OSI-Modell?

{{Lösung|TCP/IP hat 4 Schichten: Anwendung (= OSI 5–7), Transport (= OSI 4), Internet (= OSI 3), Netzzugang (= OSI 1–2). OSI hat 7 Schichten und ist detaillierter, TCP/IP ist praxisnäher.}}

= Kapitel 4: TCP/IP-Protokollsuite =

'''4.1''' Aus welchen beiden Bestandteilen besteht ein Socket?

{{Lösung|IP-Adresse + Port-Nummer (z.B. 192.168.1.100:443).}}

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'''4.2''' Nennen Sie die Standard-Ports für: HTTP, HTTPS, FTP (Steuerung), SSH, SMTP, POP3, IMAP, DNS.

{{Lösung|HTTP: 80, HTTPS: 443, FTP: 21, SSH: 22, SMTP: 25 (Submission: 587), POP3: 110, IMAP: 143, DNS: 53.}}

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'''4.3''' Welche drei Port-Bereiche gibt es und wofür werden sie verwendet?

{{Lösung|Well-Known Ports (0–1023): Standarddienste, brauchen root-Rechte. Registered Ports (1024–49151): registrierte Anwendungen (z.B. MySQL 3306). Dynamic/Ephemeral Ports (49152–65535): dynamisch vom OS für ausgehende Verbindungen zugewiesen.}}

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'''4.4''' Beschreiben Sie die drei Schritte des TCP 3-Way-Handshake.

{{Lösung|1. Client → Server: SYN (Verbindungswunsch mit Sequenznummer). 2. Server → Client: SYN+ACK (Bestätigung + eigener Verbindungswunsch). 3. Client → Server: ACK (Bestätigung → Verbindung steht).}}

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'''4.5''' Nennen Sie vier Unterschiede zwischen TCP und UDP.

{{Lösung|TCP: verbindungsorientiert (Handshake), zuverlässig (ACK/Neuübertragung), geordnet (Sequenznummern), größerer Header (20+ Byte). UDP: verbindungslos, Best Effort, keine Reihenfolgegarantie, kleiner Header (8 Byte).}}

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'''4.6''' Nennen Sie je drei Protokolle, die TCP bzw. UDP verwenden.

{{Lösung|TCP: HTTP/HTTPS, FTP, SSH, SMTP, POP3, IMAP. UDP: DNS (Abfragen), DHCP, NTP, VoIP/SIP, SNMP, TFTP.}}

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'''4.7''' Beschreiben Sie den Ablauf einer ARP-Auflösung in vier Schritten.

{{Lösung|1. Host A prüft ARP-Cache – kein Eintrag für Ziel-IP vorhanden. 2. A sendet ARP-Request als Broadcast (FF:FF:FF:FF:FF:FF): „Wem gehört IP x.x.x.x?" 3. Zielhost erkennt seine IP, antwortet mit ARP-Reply (Unicast): „Meine MAC ist xx:xx:xx:xx:xx:xx". 4. Beide Hosts speichern die Zuordnung im ARP-Cache.}}

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'''4.8''' Welches Protokoll nutzt der Befehl <code>ping</code>? Welche zwei ICMP-Typen sind beteiligt?

{{Lösung|ICMP (Internet Control Message Protocol). Echo Request (Typ 8) und Echo Reply (Typ 0).}}

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'''4.9''' Wie funktioniert <code>traceroute</code> technisch?

{{Lösung|Traceroute sendet Pakete mit schrittweise steigender TTL (Time to Live): erst TTL=1, dann TTL=2, etc. Jeder Router, der die TTL auf 0 dekrementiert, verwirft das Paket und sendet eine ICMP-Meldung „Time Exceeded" (Typ 11) zurück – dabei wird seine IP-Adresse sichtbar. So wird der Pfad Hop für Hop aufgedeckt.}}

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'''4.10''' Nennen Sie das Verfahren zur Umwandlung privater in öffentliche IP-Adressen. Welcher NAT-Typ wird in Heimnetzwerken eingesetzt?

{{Lösung|NAT (Network Address Translation). In Heimnetzwerken: PAT (Port Address Translation) / Masquerading – viele private IPs teilen sich eine öffentliche IP, Unterscheidung über Port-Nummern.}}

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'''4.11''' Nennen Sie die drei privaten IP-Adressbereiche nach RFC 1918.

{{Lösung|10.0.0.0/8 (10.0.0.0 – 10.255.255.255), 172.16.0.0/12 (172.16.0.0 – 172.31.255.255), 192.168.0.0/16 (192.168.0.0 – 192.168.255.255).}}

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'''4.12''' Erklären Sie, was mit den MAC-Adressen und IP-Adressen passiert, wenn ein Paket über einen Router geroutet wird.

{{Lösung|MAC-Adressen (Schicht 2): werden bei jedem Hop ersetzt. Router setzt seine eigene MAC als Quelle und die MAC des nächsten Hops als Ziel. IP-Adressen (Schicht 3): bleiben unverändert (Ausnahme: bei NAT wird die Quell-IP ersetzt).}}

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'''4.13''' Was ist der Unterschied zwischen POP3 und IMAP?

{{Lösung|POP3: Mails werden heruntergeladen und typischerweise vom Server gelöscht. Kein Mehrgeräte-Zugriff. IMAP: Mails bleiben auf dem Server. Ordner-Synchronisation, Mehrgeräte-Zugriff, serverseitige Suche.}}

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'''4.14''' Was ist IP-Fragmentierung und wann tritt sie auf?

{{Lösung|Wenn ein IP-Paket größer ist als die MTU (Maximum Transmission Unit, Standard: 1500 Byte) des nächsten Netzwerksegments, wird es vom Router in kleinere Fragmente aufgeteilt. Jedes Fragment erhält einen eigenen IP-Header mit Identifikation, Fragment-Offset und Flags. Der Empfänger setzt die Fragmente wieder zusammen (Reassembly).}}

= Kapitel 5: IP-Adressierung & Subnetting =

'''5.1''' Wie ist eine IPv4-Adresse aufgebaut? Aus welchen zwei Teilen besteht sie?

{{Lösung|32 Bit, dargestellt als 4 Dezimalzahlen (Oktette) getrennt durch Punkte (0–255). Besteht aus Netzanteil (identifiziert das Netzwerk) und Hostanteil (identifiziert das Gerät). Die Grenze wird durch die Subnetzmaske definiert.}}

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'''5.2''' Nennen Sie die drei IPv4-Adressklassen (A, B, C) mit erstem Oktett-Bereich und Standard-Subnetzmaske.

{{Lösung|Klasse A: 1–126, Maske 255.0.0.0 (/8). Klasse B: 128–191, Maske 255.255.0.0 (/16). Klasse C: 192–223, Maske 255.255.255.0 (/24).}}

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'''5.3''' Welche der folgenden Adressen sind private Adressen nach RFC 1918? 10.1.1.1, 192.168.1.254, 172.214.25.1, 117.18.19.22

{{Lösung|Privat: 10.1.1.1 (10.0.0.0/8) und 192.168.1.254 (192.168.0.0/16). 172.214.25.1 ist NICHT privat (privat nur 172.16.0.0–172.31.255.255). 117.18.19.22 ist öffentlich.}}

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'''5.4''' Wie lautet die Loopback-Adresse in IPv4 und IPv6?

{{Lösung|IPv4: 127.0.0.1. IPv6: ::1 (bzw. ::1/128).}}

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'''5.5''' Aus wie vielen Bits/Bytes besteht eine IPv6-Adresse? Nennen Sie die zwei Verkürzungsregeln.

{{Lösung|128 Bit = 16 Byte. Regel 1: Führende Nullen pro Gruppe weglassen (0db8 → db8). Regel 2: Aufeinanderfolgende Null-Gruppen einmalig durch :: ersetzen.}}

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'''5.6''' Wie viele nutzbare Hosts hat ein Netzwerk mit der Subnetzmaske 255.255.255.248?

{{Lösung|255.255.255.248 = /29 → Hostbits: 3 → 2³ - 2 = 6 nutzbare Hostadressen.}}

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'''5.7''' Welche Subnetzmaske teilt ein Klasse-C-Netzwerk in 8 gleich große Subnetze?

{{Lösung|8 Subnetze → 2³ = 8 → 3 Bits vom Hostanteil leihen → /24 + 3 = /27 = 255.255.255.224.}}

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'''5.8''' Woran erkennt man eine Broadcast-Adresse?

{{Lösung|Alle Bits im Hostanteil sind auf 1 gesetzt. Beispiel: Im Netz 192.168.1.0/24 ist der Broadcast 192.168.1.255 (Hostanteil = 11111111).}}

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'''5.9''' Gegeben: IP-Adresse 192.168.5.200 mit Maske /27. Bestimmen Sie Netzadresse, Broadcastadresse und nutzbaren Hostbereich.

{{Lösung|/27 = 255.255.255.224. Schrittweite: 256 - 224 = 32. Subnetze im letzten Oktett: .0, .32, .64, .96, .128, .160, .192, .224. Die Adresse .200 liegt im Subnetz .192 (192 ≤ 200 < 224). Netzadresse: 192.168.5.192. Broadcast: 192.168.5.223. Hosts: 192.168.5.193 – 192.168.5.222 (30 Hosts).}}

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'''5.10''' Handelt es sich bei 190.27.4.184/29 um eine Hostadresse, Broadcast oder Netz-ID?

{{Lösung|/29 = 255.255.255.248. Schrittweite: 8. Subnetze im letzten Oktett: .0, .8, .16, ... .176, .184, .192 ... Die Adresse .184 ist eine Subnetzgrenze → Netz-ID.}}

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'''5.11''' Gegeben: 172.16.50.200/20. In welchem Subnetz liegt diese Adresse? Broadcast?

{{Lösung|/20 = 255.255.240.0. Netzadresse bestimmen durch AND: drittes Oktett 50 AND 240 = 48 (binär: 00110010 AND 11110000 = 00110000 = 48). Netzadresse: 172.16.48.0/20. Broadcast: 172.16.63.255. Hosts: 2¹² - 2 = 4094.}}

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'''5.12''' Was ist der Unterschied zwischen Subnetting und Supernetting?

{{Lösung|Subnetting: Ein großes Netz wird in kleinere Teilnetze aufgeteilt (Präfixlänge wird verlängert, z.B. /24 → /26). Supernetting (Route Summarization): Mehrere kleinere Netze werden zu einer zusammengefassten Route zusammengeführt (Präfix wird verkürzt, z.B. 4× /24 → 1× /22).}}

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'''5.13''' Berechnen Sie: 10.0.0.0/8 wird mit Maske /12 subnettet. Wie viele Subnetze entstehen? Wie viele Hosts pro Subnetz?

{{Lösung|Geliehene Bits: 12 - 8 = 4 → 2⁴ = 16 Subnetze. Hostbits: 32 - 12 = 20 → 2²⁰ - 2 = 1.048.574 Hosts pro Subnetz.}}

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'''5.14''' Wie lautet der Linux-Befehl, um eine statische Route zum Netz 10.0.1.0/24 über Gateway 192.168.1.1 hinzuzufügen?

{{Lösung|<code>ip route add 10.0.1.0/24 via 192.168.1.1</code>}}

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'''5.15''' Was ist der Unterschied zwischen statischer und dynamischer IP-Adresszuweisung? Wann wird welche eingesetzt?

{{Lösung|Statisch: IP wird manuell konfiguriert. Einsatz: Server, Router, Drucker, feste Infrastruktur. Dynamisch (DHCP): IP wird automatisch vom DHCP-Server zugewiesen (mit Lease-Zeit). Einsatz: Clients, Laptops, mobile Geräte. Kombination: DHCP-Reservierung (feste IP basierend auf MAC, aber zentral verwaltet).}}

= Kapitel 6: Netzwerkkomponenten & Monitoring =

'''6.1''' Nennen Sie vier aktive Netzwerkkomponenten und ordnen Sie jede der korrekten OSI-Schicht zu.

{{Lösung|Hub/Repeater: Schicht 1. Switch/Bridge: Schicht 2. Router/L3-Switch: Schicht 3. Gateway/Proxy/Application Firewall: Schicht 4–7.}}

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'''6.2''' Was ist der funktionale Unterschied zwischen einem Hub und einem Switch?

{{Lösung|Hub: leitet empfangene Signale an alle Ports weiter (Shared Medium, Schicht 1). Switch: lernt MAC-Adressen und leitet Frames gezielt nur an den richtigen Port weiter (Microsegmentation, Schicht 2). Jeder Switch-Port hat dedizierte Bandbreite.}}

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'''6.3''' Was ist ein VLAN und welche zwei Vorteile bietet es?

{{Lösung|VLAN (Virtual LAN): logische Segmentierung eines physischen Netzwerks auf Schicht 2 (IEEE 802.1Q). Vorteile: Trennung von Broadcast-Domänen (Performance), erhöhte Sicherheit durch Segmentierung, flexible Netzstrukturierung ohne Umverkabelung.}}

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'''6.4''' Erklären Sie den Unterschied zwischen einem Layer-2-Switch und einem Layer-3-Switch.

{{Lösung|Layer-2-Switch: leitet Frames anhand von MAC-Adressen weiter. Kann kein Routing zwischen Subnetzen. Layer-3-Switch: kann zusätzlich Pakete anhand von IP-Adressen routen (Inter-VLAN-Routing). Routing in Hardware (ASIC) → schneller als ein Software-Router.}}

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'''6.5''' Was ist Spanning Tree Protocol (STP) und warum wird es benötigt?

{{Lösung|STP (IEEE 802.1D) verhindert Schleifen (Loops) bei redundanten Switch-Verbindungen. Ohne STP würden Broadcast-Frames endlos im Kreis laufen (Broadcast-Storm). STP blockiert redundante Pfade und aktiviert sie erst bei Ausfall des primären Pfades. RSTP (802.1W) ist die schnellere Variante.}}

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'''6.6''' Nennen Sie fünf Netzwerk-Diagnose-Tools mit Zweck.

{{Lösung|<code>ping</code>: Erreichbarkeit prüfen (ICMP Echo). <code>traceroute</code>/<code>tracert</code>: Netzwerkpfad verfolgen. <code>ip addr show</code>/<code>ifconfig</code>: Netzwerk-Interfaces anzeigen. <code>ss</code>/<code>netstat</code>: offene Ports und Verbindungen. <code>dig</code>/<code>nslookup</code>: DNS-Abfragen. <code>tcpdump</code>/Wireshark: Paketmitschnitt.}}

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'''6.7''' Beschreiben Sie den Bottom-Up-Ansatz bei der Netzwerk-Fehlersuche entlang des OSI-Modells.

{{Lösung|Schicht 1: Kabel gesteckt? Link-LED? Kabeltest? Schicht 2: Interface up? MAC korrekt? VLAN? Schicht 3: IP/Maske korrekt? Gateway erreichbar? (<code>ping</code>). Schicht 4: Port offen? Firewall? (<code>ss -tulnp</code>). Schicht 7: DNS? Dienst läuft? Logs prüfen.}}

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'''6.8''' Was ist ARP-Spoofing und welche Gegenmaßnahme gibt es?

{{Lösung|Angreifer sendet gefälschte ARP-Replies und gibt sich als anderes Gerät (z.B. Gateway) aus → leitet Verkehr über sich um (Man-in-the-Middle). Gegenmaßnahme: Dynamic ARP Inspection (DAI) auf Managed Switches, 802.1X Port-Authentifizierung.}}

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'''6.9''' Warum dürfen Netzwerk-Sniffer nur mit Genehmigung eingesetzt werden?

{{Lösung|Das Mitlesen fremden Datenverkehrs ist ohne ausdrückliche Genehmigung strafbar (§§ 202a/b StGB – Ausspähen/Abfangen von Daten, DSGVO). Nur im eigenen Netzwerk und mit Wissen aller Beteiligten erlaubt.}}

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'''6.10''' Was ist der Unterschied zwischen einer Stateful Firewall und einer Application Firewall?

{{Lösung|Stateful Firewall: arbeitet auf Schicht 3–4, verfolgt Verbindungszustände (Connection Tracking), filtert nach IP/Port/Protokoll. Application Firewall (WAF/Proxy): arbeitet auf Schicht 7, analysiert Anwendungsdaten (HTTP-Inhalt, SQL-Injections, XSS), Deep Packet Inspection.}}

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'''6.11''' Erklären Sie die drei Bereiche der strukturierten Verkabelung.

{{Lösung|Tertiärbereich (Etagenverkabelung): Datendose → Etagen-Switch, max. 100 m (90 m fest + je 5 m Patchkabel). Sekundärbereich (Gebäudeverkabelung): Etagen-Switch → Gebäude-Verteiler, typisch LWL. Primärbereich (Campusverkabelung): Gebäude-Verteiler → zentraler Verteiler, typisch LWL Singlemode.}}

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'''6.12''' Was ist 802.1X und wofür wird es eingesetzt?

{{Lösung|IEEE 802.1X ist ein Standard für portbasierte Netzwerkzugangskontrolle. Geräte müssen sich am Switch-Port authentifizieren (typisch über einen RADIUS-Server), bevor sie Netzwerkzugang erhalten. Einsatz: Schutz gegen unbefugte Geräte im LAN, WLAN-Authentifizierung (WPA-Enterprise).}}

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'''6.13''' Was ist Power over Ethernet (PoE) und wofür wird es eingesetzt?

{{Lösung|PoE ermöglicht die Stromversorgung von Endgeräten über das Ethernet-Datenkabel (kein separates Netzkabel nötig). Standards: 802.3af (15,4 W), 802.3at (30 W), 802.3bt (60/90 W). Einsatz: WLAN-Access-Points, IP-Telefone, IP-Kameras, kleine Switches.}}

[[Kategorie:Modul 2 Netzwerktechnik]]
[[Kategorie:Übungsaufgaben]]

PC- und Netzwerktechnik Übungsaufgaben - Versionsgeschichte

Maximilian.pottgiesser: Die Seite wurde neu angelegt: „= Übungsaufgaben Modul 2 – PC-Technik & Netzwerktechnik = ''Aufgabensammlung zum Üben und Vertiefen. Pro Kapitel 10–15 Aufgaben mit Lösungen.'' __…“