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 10.166.80.0/20 wird in gleich große Subnetze mit dem Präfix /23 aufgeteilt. Wie viele Subnetze N gibt es?
10.166.80.0/20/23
N =
2.IPv4-SubnettingSchwer
Ein Router hat Routen zu diesen Netzen: 10.187.212.0/24, 10.187.213.0/24, 10.187.214.0/24, 10.187.215.0/24. Wie groß ist die längste Präfixlänge p einer einzigen Summenroute, die alle abdeckt?
10.187.212.0/24 … 10.187.215.0/24
p =
3.RechnernetzeMittel
Welche Sicherheitseigenschaften bietet TLS für HTTPS?
- AVertraulichkeit, Integrität und Server-Authentifizierung
- BAnonymität des Benutzers
- CSchutz vor jeglicher Malware und Phishing auf der besuchten Website
- DNur schnelleres Laden
4.RechnernetzeSchwer
Warum wählt TCP für jede Verbindung eine unvorhersagbare initiale Sequenznummer?
- AUm die beste Route zum Ziel für die Segmente dieser Verbindung auszuwählen
- BUm die Nutzlast jedes Segments zu verschlüsseln
- CUm Verwechslungen mit alten Segmenten zu vermeiden und das Einschleusen gefälschter Segmente zu erschweren
- DUm die Daten effizienter zu komprimieren
5.ZahlensystemeMittel
Setze die Bits so, dass sie −18 im 8-Bit-Zweierkomplement speichern. Welchen Wert U hat das Muster, wenn man es als vorzeichenlose Zahl liest?
N = −188 bit
U =
6.ZahlensystemeSchwer
Ein System muss jedem von 2225 Elementen einen eigenen Binärcode gleicher Länge geben. Wie viele Bits b braucht es mindestens?
2225
b = bit
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: p = 22
Routenzusammenfassung: Eine Summenroute a.b.c.0/p deckt alle Netze ab, deren erste p Bits übereinstimmen. Schreibe das abweichende Oktett des ersten und letzten Netzes binär; die Anzahl der gemeinsamen führenden Bits plus die Bits der Oktette davor ist das längste Summenpräfix.
Die Bits vergleichen
212 = 11010100
215 = 11010111
gemeinsame führende Bits: 6
Präfixlänge
p = 16 + 6 = 22
Antwort
p = /22
Summenroute: 10.187.212.0/22
3.Rechnernetze
Antwort: A · Vertraulichkeit, Integrität und Server-Authentifizierung
Warum das die Antwort ist
TLS verschlüsselt den Verkehr, erkennt Manipulationen und authentifiziert den Server mit Zertifikaten (optional auch den Client).
Antwort
A · Vertraulichkeit, Integrität und Server-Authentifizierung
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 = 238
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
18 = 0001 0010
invertiert: 1110 1101
+1 → 1110 1110
Vorzeichenlos lesen
1110 1110₂ = 256 − 18 = 238
Antwort
U = 238
6.Zahlensysteme
Antwort: b = 12 bit
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.
Zweierpotenzen
211 = 2048 < 2225
212 = 4096 ≥ 2225
Antwort
b = 12
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