Rechnernetze: Lernpaket

Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 6 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.

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1Formeln und Methoden

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

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
/20 → /2711111111111111111111111111100000NetzbitsHostbits

Das Netz 10.90.144.0/20 wird in gleich große Subnetze mit dem Präfix /27 aufgeteilt. Wie viele Subnetze N gibt es?

10.90.144.0/20/27
N =
2.IPv4-SubnettingSchwer

Das Netz 192.168.29.0/24 wird mit VLSM für diese LANs aufgeteilt: A: 14 Hosts, B: 27 Hosts, C: 38 Hosts, D: 81 Hosts. Die Subnetze werden ab .0 aufwärts vergeben, das LAN mit den meisten Hosts zuerst, jedes mit dem kleinsten passenden Subnetz. Wie lautet das vierte Oktett x der Netzadresse von LAN C?

A: 14B: 27C: 38D: 81
x =
3.RechnernetzeMittel

Was kennzeichnet einen Distributed-Denial-of-Service-Angriff (DDoS)?

  1. AEin Virus löscht Dateien auf einem einzelnen PC
  2. BEin Angreifer errät das Passwort eines Nutzers
  3. CEin Angreifer liest unverschlüsselten WLAN-Verkehr von einem in der Nähe geparkten Auto aus mit
  4. DViele kompromittierte Rechner überfluten ein Ziel mit Verkehr
4.RechnernetzeSchwer

Ein Angreifer in einem LAN sendet gefälschte ARP-Antworten, die die IP-Adresse des Gateways beanspruchen. Was ist die wahrscheinliche Folge?

  1. ADer Switch schaltet alle seine Ports ab
  2. BDie IP-Adresse des Gateways wird auf jedem Router dauerhaft auf die Adresse des Angreifers geändert
  3. CAlle DNS-Anfragen im gesamten Internet schlagen fehl
  4. DOpfer senden den Verkehr für das Gateway an den Angreifer, was einen Man-in-the-Middle-Angriff ermöglicht
5.ZahlensystemeMittel
8-Bit-Zweierkomplement0−12806403201608040201

Setze die Bits so, dass sie −89 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?

N = −898 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Klicke auf die Bits, um sie zu setzen012806403201608040201

Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 1000 1011 >> 3. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?

1000 1011>> 3
R =

3Lösungen

1.IPv4-Subnetting

Antwort: N = 128

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).

Geliehene Bits

27 − 20 = 7

Anzahl der Subnetze

N = 27 = 128

Antwort

N = 128

Jedes /27-Subnetz hat 25 − 2 = 30 nutzbare Hosts.

2.IPv4-Subnetting

Antwort: x = 128

VLSM: Jedes LAN erhält das kleinste Subnetz mit 2ʰ − 2 ≥ seiner Hostzahl, also das Präfix 32 − h. Vergibt man die größten Subnetze zuerst, liegt jeder Block auf einem Vielfachen seiner eigenen Größe, und die Netzadressen ergeben sich durch Addieren der Blockgrößen.

Blockgröße pro LAN

D: 81 Hosts → 27 = 128 (/25)
C: 38 Hosts → 26 = 64 (/26)
B: 27 Hosts → 25 = 32 (/27)
A: 14 Hosts → 24 = 16 (/28)

Vergabe, größte zuerst

D: .0 – .127
C: .128 – .191
B: .192 – .223
A: .224 – .239

Antwort

x = 128

LAN C: 192.168.29.128/26.

3.Rechnernetze

Antwort: D · Viele kompromittierte Rechner überfluten ein Ziel mit Verkehr

Warum das die Antwort ist

Bei einem DDoS-Angriff überlasten viele Quellen einen Server oder eine Verbindung, sodass legitime Nutzer nicht bedient werden können. Die vielen Quellen erschweren ein einfaches Blockieren.

Antwort

D · Viele kompromittierte Rechner überfluten ein Ziel mit Verkehr
4.Rechnernetze

Antwort: D · Opfer senden den Verkehr für das Gateway an den Angreifer, was einen Man-in-the-Middle-Angriff ermöglicht

Warum das die Antwort ist

ARP-Spoofing vergiftet die ARP-Caches der Hosts mit der MAC des Angreifers für die Gateway-IP. Der Angreifer kann dann Verkehr mitlesen, verändern oder verwerfen; Dynamic ARP Inspection hilft dagegen.

Antwort

D · Opfer senden den Verkehr für das Gateway an den Angreifer, was einen Man-in-the-Middle-Angriff ermöglicht
5.Zahlensysteme

Antwort: U = 167

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

89 = 0101 1001
invertiert: 1010 0110
+1 → 1010 0111

Vorzeichenlos lesen

1010 0111₂ = 256 − 89 = 167

Antwort

U = 167
6.Zahlensysteme

Antwort: R = 17

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 3 verschiebt jedes Bit um 3 Stellen nach rechts; Bits, die am rechten Ende herausfallen, gehen verloren, und links kommen Nullen nach.

1000 1011 >> 3
= 0001 0001

Wert des Ergebnisses

0001 0001₂ = 17

Antwort

R = 17

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