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 10.109.128.0/20 wird in gleich große Subnetze mit dem Präfix /23 aufgeteilt. Wie viele Subnetze N gibt es?
10.109.128.0/20/23
N =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Host hat die Adresse 10.20.172.183/25. Welche ist die letzte Zahl (viertes Oktett) x der Broadcast-Adresse seines Subnetzes?
10.20.172.183/25
x =
3.RechnernetzeMittel
Was ist der Hauptzweck eines VLAN?
- AEin physisches Switch-Netzwerk in getrennte Broadcast-Domänen aufzuteilen
- BJedem Gerät eine öffentliche IP-Adresse zu geben
- CDen gesamten Verkehr zwischen Switches zu verschlüsseln, damit andere Abteilungen ihn nicht lesen können
- DDie Geschwindigkeit jedes Switch-Ports zu erhöhen
4.RechnernetzeSchwer
Welcher Mechanismus verhindert Broadcast-Schleifen in einem Netzwerk mit redundanten Switch-Verbindungen?
- ADHCP Snooping
- BNAT
- CARP-Caching
- DSpanning Tree Protocol
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −28 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −288 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Setze die Bits auf das 8-Bit-Ergebnis von 0101 1111 >> 1. Welchen Wert R hat das Ergebnis dezimal?
0101 1111>> 1
R =
3Lösungen
1.IPv4-Subnetting
Antwort: N = 8
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
23 − 20 = 3
Anzahl der Subnetze
N = 23 = 8
Antwort
N = 8
Jedes /23-Subnetz hat 29 − 2 = 510 nutzbare Hosts.
2.IPv4-Subnetting
Antwort: x = 255
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
27 = 128
Subnetz dieses Hosts
Netz: ⌊183/128⌋·128 = 128
Broadcast: 128 + 128 − 1 = 255
nutzbare Hosts: 129 … 254
Antwort
x = 255
3.Rechnernetze
Antwort: A · Ein physisches Switch-Netzwerk in getrennte Broadcast-Domänen aufzuteilen
Warum das die Antwort ist
VLANs gruppieren Ports logisch, sodass Broadcasts innerhalb jedes VLAN bleiben. Das verbessert die Sicherheit und begrenzt den Broadcast-Verkehr.
Antwort
A · Ein physisches Switch-Netzwerk in getrennte Broadcast-Domänen aufzuteilen
4.Rechnernetze
Antwort: D · Spanning Tree Protocol
Warum das die Antwort ist
STP wählt eine Root Bridge und blockiert redundante Pfade; fällt eine aktive Verbindung aus, werden sie wieder freigegeben.
Antwort
D · Spanning Tree Protocol
5.Zahlensysteme
Antwort: U = 228
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
28 = 0001 1100
invertiert: 1110 0011
+1 → 1110 0100
Vorzeichenlos lesen
1110 0100₂ = 256 − 28 = 228
Antwort
U = 228
6.Zahlensysteme
Antwort: R = 47
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 1 verschiebt jedes Bit um 1 Stellen nach rechts; Bits, die am rechten Ende herausfallen, gehen verloren, und links kommen Nullen nach.
0101 1111 >> 1
= 0010 1111
Wert des Ergebnisses
0010 1111₂ = 47
Antwort
R = 47
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