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
Rechnernetze: Lernpaket
Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 6 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.
1Formeln und Methoden
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
Das Netz 10.40.249.0/24 wird in gleich große Subnetze mit dem Präfix /26 aufgeteilt. Wie viele Subnetze N gibt es?
10.40.249.0/24/26
N =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 172.20.122.87/18. Wie lautet das dritte Oktett x seiner Netzadresse?
172.20.122.87/18
x =
3.RechnernetzeMittel
Wie nutzt TLS typischerweise asymmetrische und symmetrische Kryptografie?
- AAsymmetrische Verfahren vereinbaren Schlüssel und authentifizieren; symmetrische Chiffren verschlüsseln die Daten
- BSymmetrische Verfahren vereinbaren Schlüssel und authentifizieren; asymmetrische Chiffren verschlüsseln alle Daten
- CDurchgehend wird nur asymmetrische Kryptografie verwendet
- DEs wird nur symmetrische Kryptografie mit einem festen gemeinsamen Passwort verwendet
4.RechnernetzeSchwer
Welche Schicht im TCP/IP-Modell fügt Portnummern hinzu?
- AInternetschicht
- BNetzzugangsschicht
- CTransportschicht
- DAnwendungsschicht
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −44 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −448 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Ein unkomprimiertes Bild hat 640 × 480 Pixel mit 32 Bits pro Pixel. Wie viel Speicher M braucht es in KiB (1 KiB = 1024 Bytes)?
640 × 480 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: N = 4
IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).
Geliehene Bits
26 − 24 = 2
Anzahl der Subnetze
N = 22 = 4
Antwort
N = 4
Jedes /26-Subnetz hat 26 − 2 = 62 nutzbare Hosts.
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 64
IPv4 subnetting: an address has 32 bits. The prefix /p says how many leading bits identify the network; the remaining 32 − p bits number the hosts. A subnet has 2³²⁻ᵖ addresses, but the first (network address) and last (broadcast address) cannot be given to hosts, so 2³²⁻ᵖ − 2 hosts fit. Exceptions: a /31 (point-to-point link, RFC 3021) uses both of its 2 addresses for hosts, and a /32 is one single address (a single host or a loopback).
Blockgröße im dritten Oktett
26 = 64
Subnetz dieses Hosts
Netz: 172.20.64.0
Broadcast: 172.20.127.255
Antwort
x = 64
3.Rechnernetze
Antwort: A · Asymmetrische Verfahren vereinbaren Schlüssel und authentifizieren; symmetrische Chiffren verschlüsseln die Daten
Warum das die Antwort ist
Public-Key-Verfahren und Zertifikate stellen ein gemeinsames Geheimnis her und weisen die Identität nach. Schnelle symmetrische Chiffren wie AES schützen dann die Masse der Daten.
Antwort
A · Asymmetrische Verfahren vereinbaren Schlüssel und authentifizieren; symmetrische Chiffren verschlüsseln die Daten
4.Rechnernetze
Antwort: C · Transportschicht
Warum das die Antwort ist
TCP- und UDP-Header enthalten Quell- und Zielports; die Internetschicht (IP) fügt die Adressen hinzu.
Antwort
C · Transportschicht
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 212
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
44 = 0010 1100
invertiert: 1101 0011
+1 → 1101 0100
Vorzeichenlos lesen
1101 0100₂ = 256 − 44 = 212
Antwort
U = 212
6.Zahlensysteme
Antwort: M = 1200 KiB
Stellenwertsysteme: Jede Ziffer ist ihren Wert mal eine Potenz der Basis wert. Im Binärsystem sind die Stellen 1, 2, 4, 8, 16, … wert, im Hexadezimalsystem 1, 16, 256, …, wobei A–F für 10–15 stehen. Im 8-Bit-Zweierkomplement ist das linke Bit −128 statt +128 wert; so werden negative Zahlen gespeichert.
Bits und Bytes
640·480·32 = 9830400 bit = 1228800 B
In KiB umrechnen
1228800/1024 = 1200 KiB
Antwort
M = 1200 KiB
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