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 192.168.10.0/24 soll in mindestens 5 gleich große Subnetze aufgeteilt werden. Wenn du so wenige Bits wie möglich leihst, wie viele nutzbare Hosts H hat jedes Subnetz?
192.168.10.0/245 subnets
H =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 10.20.117.28/26. Welches ist das vierte Oktett x der letzten nutzbaren Hostadresse in seinem Subnetz?
10.20.117.28/26
x =
3.RechnernetzeMittel
Welche Subnetzmaske entspricht /20?
- A255.255.240.0
- B255.255.255.240
- C255.255.224.0
- D255.255.248.0
4.RechnernetzeSchwer
Warum wählt TCP für jede Verbindung eine unvorhersagbare initiale Sequenznummer?
- AUm die Nutzlast jedes Segments zu verschlüsseln
- BUm die Daten effizienter zu komprimieren
- CUm Verwechslungen mit alten Segmenten zu vermeiden und das Einschleusen gefälschter Segmente zu erschweren
- DUm die beste Route zum Ziel für die Segmente dieser Verbindung auszuwählen
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −51 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −518 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0101 0100 AND 0110 0010. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0101 0100AND0110 0010
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: H = 30
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).
Zu leihende Bits
23 = 8 ≥ 5 → b = 3, /27
Hosts pro Subnetz
25 − 2 = 30
Antwort
H = 30
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 62
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).
Blockgröße
26 = 64
Subnetz dieses Hosts
Netz: ⌊28/64⌋·64 = 0
Broadcast: 0 + 64 − 1 = 63
nutzbare Hosts: 1 … 62
Antwort
x = 62
3.Rechnernetze
Antwort: A · 255.255.240.0
Warum das die Antwort ist
/20 bedeutet 8 + 8 + 4 Einsen. Vier Einsen im dritten Oktett sind 11110000 = 240, also lautet die Maske 255.255.240.0.
Antwort
A · 255.255.240.0
4.Rechnernetze
Antwort: C · Um Verwechslungen mit alten Segmenten zu vermeiden und das Einschleusen gefälschter Segmente zu erschweren
Warum das die Antwort ist
Zufällige initiale Sequenznummern verhindern, dass verspätete Segmente alter Verbindungen akzeptiert werden, und erschweren es Angreifern außerhalb des Pfads, gültige Segmente zu fälschen.
Antwort
C · Um Verwechslungen mit alten Segmenten zu vermeiden und das Einschleusen gefälschter Segmente zu erschweren
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 205
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
51 = 0011 0011
invertiert: 1100 1100
+1 → 1100 1101
Vorzeichenlos lesen
1100 1101₂ = 256 − 51 = 205
Antwort
U = 205
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 64
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
AND ergibt nur dort 1, wo beide Bits 1 sind.
0101 0100
AND 0110 0010
= 0100 0000
Wert des Ergebnisses
0100 0000₂ = 64
Antwort
R = 64
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